Elektronikai Klub

555 időzítő és alkalmazásai

Az 555 időzítő egy lineáris IC, amely monostabil multivibrátorként működik, asztabil multivibrátor, Schmitt-trigger, funkciógenerátor kimeneti hullámformákkal (például négyzethullámokkal), időkésleltetési impulzusokkal, valamint impulzusszélesség-modulációs (PWM) és impulzus-pozíciómodulációs (PPM) áramkörökkel rendelkezik különböző elektronikus vezérlési alkalmazásokkal. Évente több millió 555 IC egységet gyártanak a különböző gyártók, hogy megfeleljenek az ipari és kereskedelmi alkalmazásoknak.

Az 555 IC-t Hans R. Camenzind tervezte 1971-ben, miközben a SigneticsCorporationnak dolgozott. Az 1970-es évek elején a Signetics Corporation gyártott555 időzítőt SE555 időzítő és NE555 időzítő kereskedelmi és katonai alkalmazásokhoz.

Az 555 időzítő egy precíziós időzítő áramkör, amely pontos és rendkívül stabil időeltolódású impulzusokat képes előállítani mikroszekundumoktól órákig. Gyakorlati áramkörökben többnyire flip-flopként használják monostabil, bistabil és asztabil formában. Alkalmazásaiból az IC időgépként ismert.

Az 555 IC-t leginkább időzítő funkciókra használják a kereskedelmi elektronikai áramkörökben. Az időzítő alkalmazásokban a kimeneti impulzusok időtartamát vagy hosszát egy kondenzátor töltése és kisütése határozza meg az 555 időzítőhöz külsőleg csatlakoztatott ellenállásokon keresztül. A kimeneti impulzus szolgálati ciklusa az időzítő áramkör R és C összetevőivel állítható. Az 555-ös időzítők +5 V és +18 V közötti tápfeszültséggel működnek. Kompatibilisek a TTL (tranzisztor-tranzisztor logika) és a CMOS (komplementer fémoxid félvezető) logikai áramkörökkel.

555 időzítő

Az 555-ös IC-k standard kettős soros csomagolásban (DIP), 8 tűs mini DIP-ben vagy 14 tűs DIP-ben kaphatók. Ma az 555 és 556 DIPcsomagok a legnépszerűbb csomagok. Az SE555 és NE555 időzítő IC-k T csomagként ismert fémdobozos csomagolásban és V csomagként ismert epoxi műanyagcsomagolásban is elérhetők. A csomagolás típusát és az alkalmazást a katonai vagy kereskedelmi használatban a kereskedelmi nevük jelzi, mint például NE555V, NE555T, SE555V és SE555T.

Az IC 555 tűs csatlakozások jelentése

• Föld: A csap (1) a tápegység közös vagy negatív termináljához csatlakozik. A földelt terminálon a feszültségszint nulla potenciálon lesz. A feszültségeket erre a terminálra vonatkoztatva kell mérni.
• VCC: Az 555 IC tápellátási feszültsége (VCC) külsőleg az IC (8) érintkezőtűjére van csatlakoztatva. Ez 5 V-tól 15 V-ig (4,5 V-tól 16 V-ig) terjed, és néhány katonai tervezésű csomag esetében 18 V-ig terjed.
• Kimenet: Az 555 IC időzítő elsődleges kimenete lehet magas vagy alacsony szintű. Az IC kimenete a (3) csapon érhető el.

1. Magas szint (állapot): Amikor a tápfeszültség VCC = 5 volt, illetve 15 volt, a magas állapot 3,3 V és 13,3 V. Ez azt jelenti, hogy a kimeneti feszültség kevesebb, mint 1,7 volt lesz a VCC tápfeszültség alatt. A kimeneti telítési szintek a VCC nagyságától függnek.
2. Alacsony szint (állapot): Ha a tápfeszültség VCC = 5 V, az alacsony állapot 0,25 V lesz 5 mA mellett, és akár 200 mA-t is lemerítene. Ha VCC = 15 V, a kimeneti alacsony feszültség 2 V nagyságrendű lesz.
3. Az emelkedési és süllyedési idő akár 100 ns is lehet.

• Trigger: A trigger bemeneti feszültség az alsó (vagy trigger) komparátorhoz van csatlakoztatva. Az 555 IC csapjához (2) van csatlakoztatva. Ez vezérli az R-S flip-flop kimeneti állapotait. Amikor a trigger bemenet \left ( \frac{1}{3}V_{cc} \right ) alá esik, a kimeneti feszültség emelkedik és a kimeneti impulzus intervalluma elindul. A triggerelés megvalósítható egy lassú ROC (rate of changing) hullámformából vagy akár impulzusokból is. A kiváltó feszültség a +VCC és a földi csatlakozó között van. Az áramigény jellemzően 500 nA.
• Vezérlőfeszültség: A felső (vagy triggerelő) komparátor bemeneti oldalán lévő referenciaponthoz egy vezérlőfeszültség-csap (555 IC 5. szám) van csatlakoztatva. Ez egy olyan ponthoz van csatlakoztatva, ahol a VCC 2/3-a áll rendelkezésre a három, egyenként 5 kΩ-os ellenállásból álló feszültségosztó áramkörön. Közvetett hozzáféréssel rendelkezik az alsó (vagy trigger) komparátor referenciafeszültségéhez is. A feszültségszabályozás a VCC alatti 1 V-tól a földfeszültség feletti 2 V-ig terjed. Külső jel a vezérlő feszültségtüskére, az IC kimeneti időzítések megváltoztathatók monostabil működésben. A vezérlőfeszültség a VCC 45%-a és 90%-a között változhat. Asztabil üzemmódban külső vezérlőfeszültség alkalmazásával frekvenciamodulátorként (FM) működik. Ha ezt a csapot nem használják, akkor egy kb. 10 nF-os kondenzátort kell csatlakoztatni erről a csapról a földre, hogy csökkentse a parazita zajokat és a hamis kioldásokat.
• Reset: Ezt a csapot (4) arra használják, hogy a flip-flop áramkör visszaállításával (letiltásával) a kimenetet alacsony állapotba állítsák, függetlenül bármely más bemenet állapotától. A reteszelt visszaállításhoz (flip-flop kimenet) 0,5 V-nál nagyobb impulzusfeszültségre van szükség, több mint 0,1 mA áramerősséggel. Az impulzus szélességének jellemzően 0,5 μs-nál nagyobbnak kell lennie.
• Küszöbérték: A küszöbfeszültség a felső (küszöb) komparátor egyik bemenete. Ezt a (6) csapon kell alkalmazni. Ha ez a feszültség a VCC alatt vagy felett van, akkor visszaállítja a flip-flopot, és a kimenetet alacsony állapotba állítja.

Az 555 IC időzítő blokkdiagramja

Az 555 IC belső blokkjai a következők:

1. Két komparátor (triggerkomparátor és küszöbkomparátor)
2. R-S flip-flop
3. Három 5 kΩ ellenállás
4. Reset tranzisztor
5. Kisütő tranzisztor
6. Teljesítményerősítő
7. OR Gate

Az 555 IC időzítő alkalmazásai

1. Monostabil multivibrátor: Egylövetű impulzusgenerátorként működik.
2. Asztabil multivibrátor:
3. Bistabil multivibrátor:

Az 555 IC időzítő egyéb alkalmazásai a következőkben találhatók:

1. DC-DC átalakítók és digitális logikai szondák
2. Hullámforma generátorok (rámpa és négyszöghullám generátor)
3. Analóg feszültséget alakít át impulzus hosszúságúvá az analóg-digitális átalakításban
4. Analóg frekvenciamérők és tachométerek
5. Pontos órajelek
6. De-pattogó kapcsolók
7. PWM (impulzusszélesség-moduláció) és PPM (impulzus-pozíciómoduláció) áramkörök
8. Traffipaxvilágítás-vezérlő áramkörök
9. Hőmérsékletmérő és -szabályozó eszközök