555 таймер (ne555) – особенности, характеристики, достоинства и недостатки

Signetics corporation выпустила микросхему ne555, воплощение идеи Ганса Камензинда. Простая и практичная в использовании микросхема позволяет собирать на себе схемы разной сложности. Особый статус изобретение приобрело благодаря своей уникальности. На момент выпуска (1970 г.) аналог ne555 еще не был создан. К тому же стоила важная деталь достаточно дешево и имела высокую плотность монтажа.

Особенности и характеристики

Nе555 внутри себя имеет делитель напряжения. Используется он, чтобы задать точные пороги (самый высокий и низкий) среди 2 компараторов. В связи с тем, что делитель в схеме убрать нельзя и напряжение порога не изменяется, таймер может применяться далеко не везде.

Например, недостаток схемы im555 на биполярном транзисторе заключается в наличии паразитного тока, который поднимает уровень тепловых потерь, достигая 400 мА. Приходится либо выбирать аналог ne555, либо дополнительно тратиться на полярный конденсатор, который дает стабильный и надежный запуск устройства.

Внутренняя часть устройства состоит из 5 узлов. Вход схемы предполагает присутствие резистивного делителя напряжения. Он используется для формирования опорных напряжений для прецизионных компараторов. Триггер установится на выходе схемы следующего блока, имеет наружный выход сброса, затем меняется к усилителю мощности. Конечный узел представляет собой транзистор, который может выполнять разные задачи благодаря имеющемуся открытому коллектору.

Наибольший ток, потребляемый входом, составляет 200 мА при условии, что это модель, привезенная из-за границы. Для КР1006ВИ1 максимум — не более 100 мА. Качество собранной микросхемы, как и место производства, важны, так как условия использования детали разные. Таким образом, микросхема SE555 может эксплуатироваться в температурах от -50 до +125 °C, в то время как рамки ne555n значительно уже — 0–70 °C.

Подробнее о таймере в видео:

Режимы работы ne555

Таймер на nе555 работает в одном из трех режимов:

Одновибратор

Рассмотрим работу электрической схемы одновибратора.

Кроме ne555p, такой схеме для выработки одиночных импульсов понадобятся также полярный конденсатор и сопротивление. Вход таймера обозначается двойкой. На этот элемент подается одиночный импульс, имеющий низкий уровень. Импульс переключает микросхему, из-за этого на выходе появляется высокий уровень сигнала. Рассчитать продолжительность процесса можно формулой: t=1,1*R*C.

При работе со схемой учитывают две детали. Источник питания не несет никакого влияния на время импульса. Напряжение источника влияет на скорость заряда конденсатора, являющегося времязадающим. Чем больше показатель, тем больше и выходной сигнал (его амплитуда). Важен также и дополнительный импульс. При подаче его на вход, если при этом ранее использовался основной импульс, это не будет никак влиять на работу всей схемы до истечения времени t.

Мультивибратор

Описание мультивибратора Ne555:

Генератор прямоугольных импульсов (или просто генератор импульсов треугольного вида) с заранее заданными данными (длительность, частота, амплитуда) называют мультивибратором. Отличается от предыдущего типа тем, что в нем нет ВВВ (возмущающее воздействие внешнего типа). Формируются повторные импульсы с помощью резисторов р1 и р2, также участвует конденсатор с1. Рассчитать заданные данные можно с помощью различных формул.

Формулы имеют одну деталь: получается, что время импульсов на ne555 всегда будет выше времени паузы, из-за чего скважность больше двух единиц невозможна. Добиться необходимых построений схемы можно с помощью диода, в котором катод соединяется с 6-ым выводом, а 7-й вывод заменяется анодом. В микросхемах даташит (ha17555 datasheet) всегда оперирует величина — обратная скважность, которая выводится в %.

3 наиболее популярные схемы на основе ne555

Мигание мультивибратором

С помощью схемы мультивибратора легко собирается мигалка со светодиодом. Чтобы это сделать, выполняется последовательное относительно резистора подключение диода. Резисторный номинал вычисляется по формуле: R=(UВЫХ – ULED)/ILED.

Nе555 имеет разные типы возможных нагрузок, от которых зависит возможное количество светодиодов для подключения. Транзистор приходит в помощь при необходимости мигания с мощностью более 5 Вт.

Одновибратор

На практике одновибратор также может применяться различными схемами.

Одновибратор может активироваться только во время короткого замыкания во входном контакте.

Регулируемый таймер

Реле времени на 555 таймере можно сделать своими руками. Выходной сигнал с помощью дополнительного устройства может достигать 25 секунд. Чтобы это воплотить, устанавливают переменный номинал 250кОм и не переменный резистор 10кОм. Емкостная составляющая конденсатора, создающего время, равняется 100 мкФ. Регулировка происходит сразу после запуска системы.

Дополнительной вариацией может стать схема шим. С помощью шим регулятора можно влиять на подачу мощности к нагрузке.

О том, как сделать реле самостоятельно:

Размеры для разных типов корпусов

Виды ne555 и характеристики. Первым значится тип корпуса, справа его размеры:

PDIP 9.81 мм × 6.35 мм;
SOP 6.20 мм × 5.30 мм;
TSSO P3.00 мм × 4.40 мм;
SOIC 4.90 мм × 3.91 мм.

Расположение и назначение выводов

Ne555 и другие аналоги состоят из восьми выводов. Расположены они в одной схеме независимо от типа корпуса. Рассмотрим распиновку последовательно.

Земля или общий (GND). Начинающий от ключа вывод. Подсоединяется к питательному минусу устройства.
Запуск (trigger). Способом подачи низкоуровневого импульса на второй компаратор достигается высокоуровневый сигнал на выходе. Длится в зависимости от элемента р,о или с.
Выход (output).
Вывод сброса (resetting). Первостепенный вход. Может контролировать работу таймера независимо от напряжения других выводов. Нужный для запуска потенциал должен составлять от 0,7 В (если будет меньшее количество вольт, система не даст запустить работу). В связи с этим происходит соединение питания с резистором.
Контрольный вывод (control).Подсоединяется к делителю напряжения напрямую. При работе с несложной схемой имеет подключение к конденсатору внешнего типа.
Останов (threshold). Один из выходов первого компаратора. Применяется, чтобы остановить timer. В таком состоянии выход имеет низкий уровень сигнала.
Разрядный вывод (discharge). Используется, как способ нарастить нагрузочную способность на 555 таймер или напрямую соединяется с транзистором внутреннего типа.
Питание. + источника напряжения питания должен составлять от 4,5 B.

Области применения

Микросхема ne555 — одна из наиболее широко используемых интегральных микросхем в цифровой электронике. Ниже приведены некоторые варианты применения микросхем таймеров 555:

Для генерации импульсов, сигналов и прямоугольных сигналов.
Для генерации временной задержки, точной и последовательной синхронизации.
Его можно использовать как моностабильный и стабильный мультивибратор.
Используется в PWM (широтно-импульсная модуляция) и PPM (импульсная позиционная модуляция).
Применяют в тахометрах и при измерении температуры.
В регуляторах напряжения постоянного тока.
Для преобразования, как преобразователь напряжения в частоту.
Его также применяют в делителе частоты.
Схема таймера используется в детекторе импульсов.
Для разработки переключателя таймера.

Преобразователь напряжения с 12в на 24в

Удвоитель или преобразователь основан на простой схеме nе555.

В роли нестабильного мультивибратора выступает ic ne555, который генерирует частоту примерно 9khx. Мультивибраторный выход подключается к 2 базовым транзисторам. Таким образом, при подаче второго импульса напряжение на выходе будет в два раза больше начального.

Достоинства и недостатки

Микросхема таймер 555 имеет преимущества, которые могут быть и недостатками. Например, возможность внутреннего делителя задавать самый высокий и низкий пороги в работе двух компараторов встроенного типа. Преимущество: нет необходимости вхождения дополнительных элементов. Недостаток: порог схемы невозможно контролировать.

В схеме включения еще одним недостатком будет нагревание таймера. Это происходит из-за появления паразитного сквозного тока, который способствует тепловым потерям.

Отечественные и зарубежные производители

После появления незаменимой микросхемы ее начали создавать разные производители, так как вещь быстро распространилась. Например, у производителя exar она называется xr-555, у lithic systems — lc555, у Maxim — icm755, у Intrsil — se555 ne555 или просто ha17555 datasheet, но их нельзя назвать аналогами, это копия под другим производством.

Какие существуют аналоги

Настоящий аналог ne555 в советские времена — кр1006ви1, схема включения целиком соответствует ne555 datasheet.