ב- 2024/03/29 585

מבוא NE555, מבנה פנימי, מצב הפעלה, יישומים

ה- NE555 הוא טיימר מעגל משולב מונוליטי המסוגל לייצר אותות תזמון מסוגים שונים.הוא משמש בהרחבה בשעונים אלקטרוניים, ניהול חשמל, מחשבונים, תצוגות LED ומכשירים אלקטרוניים אחרים על פני שדות שונים.מאמר זה נועד לספק מידע מפורט על ה- NE555, כולל הרקע, העיצוב, המבנה הפנימי שלו, תיאורי סיכות, מצבי תפעול ועקרונות ויישומים, כדי לעזור לך לנצל טוב יותר את השבב הזה.

קָטָלוֹג

מבוא ל- NE555

THE NE555 הוא אחד הדגמים בסדרת 555 Timer IC.פונקציות ה- PIN ויישומים של סדרה זו תואמים הדדית, אך דגמי שבבים שונים עשויים להשתנות מבחינת מחיר, יציבות, ביצועים חיסכון בחשמל ותדירות התנודה.

ה- 555 Timer IC הוא רכיב רב -פונקציונלי בכל מקום במעגלי תזמון, הדורש רק מספר מינימלי של נגדים וקבלים לייצור אותות הדופק השונים החיוניים למוצרים אלקטרוניים דיגיטליים.השימוש העיקרי ב- NE555 טמון ביכולתו ליצור מעגל בסיס זמן עם טיימר פנימי, ובכך מספק פעימות תזמון מדויקות למעגלים אחרים.

יש לו שני סוגי אריזה עיקריים: ה- DIP (חבילה כפולה בשורה) עם תצורה של 8 פינים שניתן להכניס ישירות, וחבילת SOP-8 הקומפקטית יותר, המתאימה ליישומים רגישים לחלל.

חלופות ואפשרויות מקבילות:

• BL5372

• NA555

• KR3225Y

תכנון טיימר NE555

ה- 555 TIMER IC תוכנן על ידי האנס ר. קמנזינד בשנת 1971 עבור Signetics (לימים נרכש על ידי פיליפס), ובו 25 טרנזיסטורים, 2 דיודות ו -15 נגדים, כולם נגישים באמצעות חבילת DIP-8 של 8 פינים.עיצוב יסודי זה הוליד נגזרות שונות, כולל 556 (עם שני 555 טיימרים בחבילה של DIP-14) וכן דגמים 558 ו- 559.

ה- NE555 פועל בטווח טמפרטורות של 0 מעלות צלזיוס עד 70 מעלות צלזיוס, המשרת את השוק הכללי, ואילו מקבילה בדרגה הצבאית, SE555, נועד לעמוד בטמפרטורות קיצוניות בין -55 מעלות צלזיוס ל 125 מעלות צלזיוס.אפשרויות האריזה עבור ה- 555 טיימר IC משקפות את הרבגוניות שלו ואת מגוון היישומים שלה, ומציעות מתכת אמינות גבוהה (מסומנת על ידי הסיומת T) ושרף אפוקסי בעלות נמוכה (V), ובכך התוויות המקיפות NE555V, NE555T, SE555V ו- SE5555Tוהאמנה של "555" של "555" מאמינים כי מקורו בנגדי 5KΩ הפנימיים שלה, אם כי קמנזינד עצמו הפריך זאת, והבהיר כי בחירת השם "555" הייתה שרירותית.

במרדף אחר יעילות אנרגטית, סדרת 555 כוללת דגמים בעלי עוצמה נמוכה כמו 7555 ו- TLC555 מבוסס CMOS, המתגאה בצריכת אנרגיה נמוכה יותר בהשוואה לדגמים הסטנדרטיים.כפי שנטען היצרנים, דגם 7555 אינו דורש קבל עוקף בין סיכת הבקרה לקרקע ולא לקבלת ניתוק בין אספקת החשמל לקרקע כדי לחסל רעש, ומכוון לקידום עיצוב המפחית את המורכבות ומשפר את הביצועים.

הרכב פנימי של ה- NE555

ה- NE555 הוא מעגל משולב קלאסי.מבנה המעגל הפנימי שלו מורכב משלוש יחידות תפעול עיקריות: משווה מתח לשלב פלט, משווים שונים, וכפכף RS.להלן ניתוח מפורט של המעגל הפנימי של NE555:

משווה מתח: ה- NE555 כולל משווה מתח באופן פנימי, המשמש לבדיקת מתח האספקה ​​ולקשר בצורה חלקה את תפוקתו לפלופ ה- RS כדי להבטיח ניטור מתח מדויק.

שלב הפלט: מחובר לכפכף RS, שלב הפלט מנהל בעיקר את מצב סיכת הפלט (סיכה 3).ארכיטקטורת הפלט של NE555 היא תכנון של ניקוז פתוח, שאינו מסוגל להעביר באופן עצמאי אותות ברמה גבוהה ולדרוש נגן משיכה חיצוני כדי להביא את סיכת הפלט למצב גבוה כאשר יש צורך באות ברמה גבוהה.

משווים: ב- NE555, שני משווים בולטים: משווה סף ומשווה ההדק, הקשורים לסיכות 6 (THR) ו- 2 (TRIG), בהתאמה.

ככל שהמתח על סיכת הסף (סיכה 6) גדל, משווה הסף מעלה את תפוקתו לאות ברמה גבוהה.אם מתח הסף עולה על מתח ההדק, תפוקת המשווה משתנה בהתאם.

כאשר המתח על סיכת ההדק (סיכה 2) יורד, משווה ההדק מפחית את תפוקתו לאות ברמה נמוכה.שינויי פלט מתרחשים כאשר מתח ההדק יורד מתחת למתח הסף.

כפכף RS: ה- NE555 כולל כפכף RS באופן פנימי, המשמש לאחסון מצב סיכת הפלט (סיכה 3).כניסות הכפכף RS נשלטות על ידי היציאות של משווה הסף ומשווה ההדק.

קלט ה- R מגיע מהפלט של משווה הסף, ומפקח על מנגנון האיפוס של כפכפי RS.

כניסת ה- S מגיעה מהפלט של משווה ההדק, ומנהלת את ההתקנה של כפכף ה- RS.

סקירה כללית של הניתוח של המעגל הפנימי של NE555 מדגישה את העיצוב המורכב שלו, ומאפשרת לו לבצע באופן אמין את תפקידו כפתרון תזמון רב -תכליתי.

מצבים תפעוליים של ה- NE555

טיימר NE555 הוא רכיב רב -תכליתי בתכנון אלקטרוני, הפועל בשלושה מצבים עיקריים, כל אחד המותאם לפונקציות מעגל ספציפיות:

מצב ASTABLE: תצורה זו מאופיינת בחוסר היציבות המובנה שלה, מתנדנדת ללא הגבלת זמן מבלי להיכנס למצב יציב.הוא נמצא בשימוש נרחב ביישומים הדורשים אותות חוזרים ונשנים, כגון הבזקים, מחוללי שמע, מחוללי דופק ומעגלי תזמון, כדי להקל על תנודת פלט רציפה.

מצב בביסטים: המשקף את היציבות של עמדת אופניים, בין אם הוא מוגבה או הורדה, מצב זה שומר על יציבות בשני מצבים שונים, רק מעבר עם התערבות חיצונית.ידוע כ- Bistable בשל שני התנאים היציבים שלו, הוא מאפשר ל- NE555 לפעול כמתג Toggle, ומגיב לתשומות חיצוניות כדי לשנות את מצבו.

מצב מונוסטרי: בדומה לדלת מצוידת בקרבת מקרוב, היא נשארת סגורה בבטחה עד שנפתח בכוח.במצב זה, ה- NE555 מתייצב במצב יחיד, המופעל רק על ידי טריגר חיצוני וחוזר אוטומטית למצבו המקורי לאחר הסרת ההדק.פעולה מונוסטית זו מתאימה ליישומים הדורשים אות פלט תזמון יחיד, כגון טיימרים, מתגי מגע ומדי קיבול.

עקרון התפעול של ה- NE555

כאשר מתחיל VCC מתח מתח הכוח, המעגל מתחיל לפעול, מה שמניע את הקבל C להתחיל לטעון מייד.ברגע שהמתח על הקבל C מגיע לשני שלישים מ- VCC, תפוקת המשווה הפנימית הופכת לגובה, ומעבר את תפוקת החוצה מהנמוך לגבוה.בהמשך, ירידה במתח הקבל לשליש מ- VCC מעוררת את המשווה הפנימי להחזיר את תפוקתו לנמוך, מה שגורם לפלט החוצה לחזור מגובה לנמוך.לאחר מכן, קבלים C חוזר לטעון, ומניע את המעגל למחזור הפעלה חדש.

תקופת התקופה T (בשניות) נקבעת על ידי ערכי הקבל החיצוני C ושני נגדים חיצוניים R1 ו- R2, עם הנוסחה: t = 0.693 × (R1 + 2 × R2) × C. מחזור החובה D, המייצגשיעור משך הרמה הגבוהה של הגל המרובע לאורך כל המחזור, מחושב כ: d = (R1+R2)/(R1+2 × R2).לכן, על ידי כוונון עדין של ערכי הקבל C ונגדים R1 ו- R2, ניתן לשנות את מחזור התקופה והתפקיד של צורת הגל המרובע.

ביסודו, עקרון התפעול של ה- NE555 סובב סביב בניית מעגל תזמון.על ידי התאמת הערכים של קבלים ונגדים חיצוניים, ניתן לשלוט על מחזור התקופה והתפקיד, מה שמאפשר את ייצור צורות הגל הדופק הרצויות.

יישומי ה- NE555

NE555 נורית עיכוב בקרת אינפרא אדום:

משקי בית מודרניים מצוידים בדרך כלל בשלטים מרחוק אינפרא אדום, ואנחנו יכולים להשתמש במרחקים קיימים אלה כדי לשלוט באורות עיכוב מבוקרים מרחוק אינפרא אדום.במערך זה, "H" מייצג את מקלט האינפרא אדום המשולב, ו- "C1" משמש כקבל סינון.האות מהשלט הרחוק, לאחר שסונן על ידי C1, מייצר דופק שלילי, ומפעיל את המעגל המונוסט של ה- NE555 להפעלה.

NE555 אזעקת מים רותחת:

מערכת אזעקה זו מתכננת בגאון מעגל בקרת טמפרטורה, מתנד בתדר נמוך ומתנד בתדר גבוה.בקרת טמפרטורה מושגת על ידי שילוב RP, RT ו- VT1.התנודה בתדר הנמוך כוללת IC1, R2, R3 ו- C1, כאשר VT1 משפיע על סיכת האיפוס שלו (סיכה 4).במקביל, המתנד בתדר גבוה המורכב מ- IC1, R4, R5 ו- C2 מווסת על ידי IC1.כאשר מגיעים לטמפרטורה המוגדרת מראש, ההתנגדות של RT פוחתת, וגורמת ל- VT1 להפסיק את התפקוד.כתוצאה מכך, מתנדנד IC1, פולט פולסים בתדירות נמוכה המווסתים את המתנד בתדר גבוה ב- IC2, ובכך מייצרים אזעקת קול.

NE555 מתג תזמון מופעל על ידי מגע:

התצורה שלמעלה היא מעגל מונוסט, בו IC1 (טיימר NE555) בתנאים רגילים רואה קבלים C1 משוחררים במלואם דרך PIN 7 של NE555, וכתוצאה מכך פלט נמוך ב- PIN 3, תוך שמירה על ממסר (KS) ומנורה מחוברת.נגיעה פשוטה בצלחת המתכת "P" יכולה להפעיל את המנורה, תוך שימוש במתח האות התועה מגוף האדם המועבר לסיכת ההדק NE555 דרך C2, ומפנה את התפוקה לגובה.פעולה זו מפעילה את הממסר (KS) ונדלקת.במקביל, הטיימר מתחיל כאשר R1 מטען C1, כאשר משך העיתוי מוגדר על ידי T1 = 1.1R1*C1, שווה ערך לארבע דקות, על סמך ערכי הרכיב המסופקים.אפשרויות הדיודה עבור D1 כוללות דגמים 1N4148 או 1N4001.

חמישה מעגלים קלאסיים של ה- NE555

מעגל טיימר בסיסי NE555

מעגל בסיסי ועם זאת בשימוש נרחב, המורכב מהשבב NE555 יחד עם נגדים וקבלים, מייצר בנוחות אותות תזמון ברמת אלפיות השנייה, כמו קטניות וגלים מרובעים.סימן ההיכר שלו טמון בפשטותו ובדיוק שלו, ויוצר בקלות אותות תזמון מדויקים.

NE555 מעגל מונוסט

מסוגל לייצר אות דופק יחיד, תצורה זו בנויה סביב ה- NE555 יחד עם נגדים וקבלים שונים.על ידי שינוי רכיבים אלה, ניתן להתאים את רוחב הדופק וזמן העיכוב, מה שהופך אותו לבחירה אידיאלית ליצירת אותות ההדק והסנכרון.המעגל מאופיין ביכולתו לייצר אות דופק יחיד, עם רוחב דופק מתכוונן וזמן העיכוב.

מעגל BISTABLE NE555

מעגל זה מיישם פונקציית כפכפים לוגית, ומאפשר שינוי של תזמון ההדק ומתח סף דרך התאמת נגדים וקבלים, המשמשים לרוב עבור כפכפים לוגיים ויישומי השוואה במתח.

מעגל גנרטור גל מרובע NE555

נועד לייצר אותות גל מרובעים, התאמת הנגדים והקבלים במעגל זה משנה את מחזור התדירות והחובה שלו.משמש בעיקר לייצור אותות דיגיטליים ומודולציה, יכולתו להתאים אישית את תדירות הגל המרובע ומחזור החובה הופכת אותו למשימות דיגיטליות ומודוליות רבות.

NE555 ASTABLAR MULTIVIBRATOR מעגל

מעגל זה מורכב משני שבבים NE555 ונגדים וקבלים נוספים, ומייצר אותות גל מלבניים מתכווננים.ניתן לכוונן את מחזור התדירות והתפקיד, מה שהופך אותו למתאים לייצור אותות שמע או אפנון.המעגל מאופיין ביכולתו לספק גלים מלבניים עם מחזור תדירות ומחזור חובה הניתן להתאמה אישית.

שאלות נפוצות [שאלות נפוצות]

1. מה הפונקציה של ה- NE555?

ה- SE 555 TIMER IC פועל בטווח טמפרטורות של -55 מעלות צלזיוס עד 125 מעלות צלזיוס, ואילו ה- IC NE 555 משמש בטמפרטורה של 0 מעלות צלזיוס עד 70 מעלות צלזיוס.יש לו מגוון רחב של יישומים בתחום האלקטרוניקה, כמו טיימרים, עיכובים, ייצור דופק, מתנדים וכו '.

2. האם NE555 ו- IC 555 זהים?

כן, ה- NE555 TIMER IC ו- 555 TIMER IC זהים.NE555 הוא מספר החלק של ה- TIMER IC.באופן כללי, מכונה ה- NE555 IC כ- 555 טיימר IC.

3. מהו עיקרון התפעול של ה- NE555?

על ידי חיבור אות האיפוס לקלט לסיכת האיפוס ואות הקלט הגדרת לסיכת ה- TR, טיימר 555 יכול לשמש כתפס SR יעיל ברמה נמוכה (אם כי ללא פלט Q הפוך).לכן, משיכה רגעית סט נמוך יכולה לפעול כ"סט "ולהעביר את הפלט למצב גבוה (VCC).