Comprensió del temporitzador 555 ic

555 Timer IC és un dels IC més utilitzats entre estudiants i aficionats. Hi ha moltes aplicacions d’aquest CI, que s’utilitzen principalment com a vibradors com ara, ASTABLE MULTIVIBRATOR, MONOSTABLE MULTIVIBRATOR i BISTABLE MULTIVIBRATOR. Podeu trobar aquí alguns circuits basats en 5555 IC. Aquest tutorial cobreix diferents aspectes del 555 Timer IC i explica el seu funcionament en detalls. Així doncs, primer entenem què són els vibradors astables, monoestables i biestables.

MULTIVIBRADOR ASTABLE

Això significa que no hi haurà un nivell estable a la sortida. Així doncs, la sortida oscil·larà entre alta i baixa. Aquest caràcter de sortida inestable s’utilitza com a sortida de rellotge o d’ona quadrada per a moltes aplicacions.

MULTIVIBRADOR MONOSTABLE

Això significa que hi haurà un estat estable i un estat inestable. L'estat estable el pot triar l'alt o el baix. Si la sortida estable es selecciona alta, el temporitzador sempre intenta posar la sortida alta. Per tant, quan es produeix una interrupció, el temporitzador baixa per poc temps i, atès que l’estat baix és inestable, passa al màxim després d’aquest temps. Si l'estat estable es tria baix, amb interrupció, la sortida augmenta durant un curt temps abans d'arribar al mínim.

MULTIVIBRADOR BISTABLE

Això significa que tots dos estats de sortida són estables. Amb cada interrupció, la sortida canvia i es queda allà. Per exemple, la sortida es considera alta ara amb la interrupció, baixa i es manté baixa. Per a la propera interrupció augmenta.

Característiques importants de l’IC 555 Timer

NE555 IC és un dispositiu de 8 pins. Les característiques elèctriques importants del temporitzador són que no s’ha d’operar per sobre de 15V, vol dir que la tensió de la font no pot ser superior a 15v. En segon lloc, no podem treure més de 100 mA del xip. Si no els seguiu, IC es cremaria i es danyaria.

Explicació de treball

El temporitzador consta bàsicament de dos blocs de construcció principals i són:

1. Comparadors (dos) o dos amplificadors operatius

2. Un xanclet SR (establir el xanclet de restabliment)

Com es mostra a la figura anterior, només hi ha dos components importants en el temporitzador: són el comparador i el xanclet. Comprenem què són els comparadors i les xancletes.

Comparadors: el comparador és simplement un dispositiu que compara les tensions dels terminals d’entrada (terminals d’inversió (- VE) i no d’inversió (+ VE)). Així doncs, en funció de la diferència del terminal positiu i del terminal negatiu al port d’entrada, es determina la sortida del comparador.

Per exemple, considereu que la tensió positiva del terminal d’entrada és de + 5V i la tensió negativa del terminal d’entrada és de + 3V. La diferència és, 5-3 = + 2v. Com que la diferència és positiva, obtenim el voltatge màxim positiu a la sortida del comparador.

Per a un altre exemple, si el voltatge positiu del terminal és de + 3V i el voltatge del terminal d’entrada negatiu és de + 5V. La diferència és + 3- + 5 = -2V, ja que la diferència de tensió d’entrada és negativa. La sortida del comparador serà de tensió màxima negativa.

Si, per exemple, considereu el terminal d'entrada positiu com a INPUT i el terminal d'entrada negatiu com a REFERÈNCIA, tal com es mostra a la figura anterior. Per tant, la diferència de tensió entre INPUT i REFERNCE és positiva, obtenim una sortida positiva del comparador. Si la diferència és negativa, obtindrem un resultat negatiu o fonamental a la sortida del comparador.

Flip-Flop: el flip-flop és una cel·la de memòria, pot emmagatzemar una mica de dades. A la figura podem veure la taula de veritat del xanclet SR.

Hi ha quatre estats en un xanclet per a dues entrades; tanmateix, només hem d'entendre dos estats del xanclet per a aquest cas.

S	R	Q	Q '(barra Q)
0	1	0	1
1	0	1	0

Ara, tal com es mostra a la taula, per a les entrades establertes i restablertes obtenim les respectives sortides. Si hi ha un pols al pin establert i un nivell baix en reiniciar-se, el xanclet emmagatzema el valor i posa la lògica alta al terminal Q. Aquest estat continua fins que el pin de reinici obté un pols mentre el pin configurat té una lògica baixa. Això restableix el xanclet de manera que la sortida Q es redueix i aquest estat continua fins que el xanclet es torna a configurar.

D'aquesta manera, el xanclet emmagatzema una mica de dades. Aquí una altra cosa és que les barres Q i Q són sempre oposades.

En un temporitzador s’uneixen el comparador i el xanclet.

Penseu que el subministrador del temporitzador es subministra 9V, a causa del divisor de voltatge format per la xarxa de resistències a l'interior del temporitzador, tal com es mostra al diagrama de blocs; hi haurà tensió als pins del comparador. Així doncs, a causa de la xarxa divisòria de tensió, tindrem + 6V al terminal negatiu del comparador. I + 3V al terminal positiu del segon comparador.

Una altra cosa és que la sortida d'un comparador està connectada al restabliment del pin del xanclet, de manera que la sortida d'un comparador puja de baix a continuació es restablirà el xanclet. I, per altra banda, la segona sortida del comparador està connectada al pin de flip-flop establert, de manera que si la segona sortida del comparador passa de baixa a la baixa, els jocs de flip-flop guarden ONE.

Ara bé, si observem detingudament, per a una tensió inferior a + 3V en el pin de disparador (entrada negativa del segon comparador), la sortida del comparador es redueix des de l’alt com s’ha comentat anteriorment. Aquest pols estableix el xanclet i emmagatzema un de valor.

Ara bé, si apliquem una tensió superior a + 6 V al pin llindar (entrada positiva del comparador un), la sortida del comparador passa de menor a major. Aquest pols restableix el xanclet i el botó xip de zero.

Una altra cosa passa durant el restabliment del xanclet, quan es reinicia, el pin de descàrrega es connecta a terra quan s'activa Q1. El transistor Q1 s'encén perquè el Qbar és alt en reiniciar-lo i està connectat a la base Q1.

En una configuració astable, el condensador connectat aquí es descarrega durant aquest temps, de manera que la sortida del temporitzador serà baixa durant aquest temps. emmagatzemar-ne un i la producció serà elevada.

En una configuració astable com es mostra a la figura, La freqüència del senyal de sortida depèn de les resistències RA, RB i del condensador C. L'equació es dóna com, Freqüència (F) = 1 / (període de temps) = 1,44 / ((RA + RB * 2) * C).

Aquí RA, RB són valors de resistència i C és un valor de capacitat. Posant els valors de resistència i capacitat a l’equació superior obtenim la freqüència de l’ona quadrada de sortida.

El temps lògic d’alt nivell es dóna com, TH = 0,693 * (RA + RB) * C

El temps lògic de nivell baix es dóna com a, TL = 0,693 * RB * C

La relació de treball de l’ona quadrada de sortida es dóna com a, Cicle de treball = (RA + RB) / (RA + 2 * RB).

555 Diagrama i descripcions de pin del temporitzador

Ara, tal com es mostra a la figura, hi ha vuit pins per a un IC de temporitzador 555, és a dir, 1. Terreny.

2. Desencadenant.

3. Sortida.

4. Restableix.

5. Control

6. Llindar.

7. Descàrrega

8. Potència o Vcc

Pin 1. Terra: aquest pin no té cap funció especial. Està connectat a terra com de costum. Perquè el temporitzador funcioni, aquest pin ha de i ha d’estar connectat a terra.

Pin 8. Potència o VCC: aquest pin tampoc té cap funció especial. Està connectat a tensió positiva. Perquè el temporitzador funcioni, aquest pin ha d’estar connectat a una tensió positiva d’interval de + 3,6v a + 15v.

Pin 4. Restabliment: com s'ha comentat anteriorment, hi ha un xanclet al xip del temporitzador. La sortida del xanclet controla directament la sortida del xip al pin3.

El pin de reinici es connecta directament a MR (Master Reset) del xanclet. En observar-lo, podem observar un petit cercle al MR del xanclet. Aquesta bombolla representa que el pin MR (Master Reset) està activat activant BAIX. Això vol dir que el xanclet per restablir la tensió del pin MR ha d’anar d’ALTA a BAIXA. Amb aquesta lògica de baixada, el xanclet difícilment es posa a BAIX. Així doncs, la sortida és BAIXA, independentment dels pins.

Aquest pin està connectat a VCC perquè el xanclet deixi de restablir-se.

Pin 3. OUTPUT: aquest pin tampoc té cap funció especial. Aquest pin es basa en la configuració PUSH-PULL formada per transistors.

La configuració push pull es mostra a la figura. Les bases de dos transistors estan connectades a la sortida de flip-flop. Així, quan apareix una lògica alta a la sortida del xanclet, el transistor NPN s’encén i apareix + V1 a la sortida. Quan apareix la lògica a la sortida del xanclet és BAIX, el transistor PNP s'encén i la sortida es tira cap a terra o apareix –V1 a la sortida.

Així, com s’utilitza la configuració push-pull per obtenir ona quadrada a la sortida mitjançant la lògica de control del xanclet. El propòsit principal d’aquesta configuració és recuperar la càrrega del xanclet. Doncs bé, el xanclet òbviament no pot lliurar 100 mA a la sortida.

Bé, fins ara hem discutit els pins que no alteren l'estat de la sortida en cap condició. Els quatre pins restants són especials perquè determinen l'estat de sortida del xip temporitzador, ja en parlarem cadascun.

Pin 5. Pin Conrol: el pin de control està connectat des del pin d'entrada negatiu del comparador un.

Penseu en un cas que la tensió entre VCC i TERRA és de 9v. A causa del divisor de tensió del xip, tal com s’observa a la figura 3 de la pàgina8, la tensió del pin de control serà VCC * 2/3 (per a VCC = 9, tensió del pin = 9 * 2/3 = 6V).

La funció d’aquest pin proporciona a l’usuari el control directe sobre el primer comparador. Com es mostra a la figura anterior, la sortida del comparador s'alimenta al restabliment del xanclet. En aquest pin podem posar un voltatge diferent, per exemple, si el connectem a + 8v. Ara el que passa és que el voltatge del llindar THRESHOLD ha d’arribar a + 8V per restablir el xanclet i arrossegar la sortida cap avall.

En el cas normal, la sortida de V baixarà quan el condensador es carregui fins a 2 / 3VCC (+ 6V per a subministrament de 9V). Ara, ja que posem un voltatge diferent al pin de control (comparador negatiu o restabliment comparador).

El condensador s’ha de carregar fins que la seva tensió assoleixi la tensió del pin de control. A causa d’aquesta força de càrrega del condensador, el temps d’encès i el temps d’apagat del senyal canvien. Per tant, la sortida experimenta un gir diferent a la ració arrencada.

Normalment, aquest pin es tira cap avall amb un condensador. Per evitar interferències no desitjades amb el treball.

Pin 2. TRIGGER: el pin del trigger s'arrossega des de l'entrada negativa del comparador dos. La sortida del comparador dos està connectada al pin SET del xanclet. Amb el comparador de dues altes sortides obtenim alta tensió a la sortida del temporitzador. Per tant, podem dir que el passador de control controla la sortida del temporitzador.

Ara bé, el que s’ha d’observar és que la baixa tensió al pin de disparador força la tensió de sortida alta, ja que es troba a l’inversió de l’entrada del segon comparador. El voltatge del pin del disparador ha de baixar de VCC * 1/3 (amb VCC 9v com se suposa, VCC * (1/3) = 9 * (1/3) = 3V). Per tant, la tensió del pin del disparador ha de baixar de 3 V (per a una font de 9 V) perquè la sortida del temporitzador sigui elevada.

Si aquest pin està connectat a terra, la sortida serà sempre alta.

Pin 6. LLIMITAT: la tensió del llindar determina quan cal reiniciar el xanclet del temporitzador. El pin llindar s’extreu de l’entrada positiva del comparador1.

Aquí, la diferència de tensió entre el pin THRESOLD i el PIN CONTROL determina la sortida del comparador 2 i, per tant, la lògica de restabliment. Si la diferència de tensió és positiva, el xanclet es restableix i la sortida baixa. Si la diferència és negativa, la lògica del pin SET determina la sortida.

Si el pin de control està obert. Aleshores, un voltatge igual o superior a VCC * (2/3) (és a dir, 6V per a una font de 9V) restablirà el xanclet. Així doncs, la producció baixa.

Per tant, podem concloure que la tensió del pin THRESHOLD determina quan la sortida ha de baixar, quan el pin de control està obert.

Pin 7. DESCÀRREGA: aquest pin es treu del col·lector obert del transistor. Des que el transistor (sobre el qual es va agafar el pin de descàrrega, Q1) es va connectar la seva base a Qbar. Sempre que la sortida baixa o es restableix el xanclet, el passador de descàrrega es tira a terra. Com que Qbar serà alt quan Q és baix, de manera que el transistor Q1 s’encén quan la base del transistor té energia.

Aquest pin sol descarregar condensador en configuració ASTABLE, de manera que el nom DESCÀRREGA.