NE555 บทนำโครงสร้างภายในโหมดการทำงานแอปพลิเคชัน

NE555 เป็นตัวจับเวลาวงจรแบบรวมเสาหินที่สามารถสร้างสัญญาณกำหนดเวลาประเภทต่างๆได้มันถูกใช้อย่างกว้างขวางในนาฬิกาอิเล็กทรอนิกส์การจัดการพลังงานเครื่องคิดเลขจอแสดงผล LED และอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์อื่น ๆ ในสาขาต่างๆบทความนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อให้ข้อมูลโดยละเอียดเกี่ยวกับ NE555 รวมถึงพื้นหลังการออกแบบโครงสร้างภายในคำอธิบายพินโหมดการปฏิบัติงานและหลักการและแอปพลิเคชันเพื่อช่วยให้คุณใช้ชิปนี้ได้ดีขึ้น

NE555 เป็นหนึ่งในโมเดลในซีรีย์ Timer IC 555ฟังก์ชั่น PIN และแอพพลิเคชั่นของซีรี่ส์นี้เข้ากันได้ร่วมกัน แต่รุ่นชิปที่แตกต่างกันอาจแตกต่างกันไปในแง่ของราคาความเสถียรประสิทธิภาพการประหยัดพลังงานและความถี่การแกว่ง

555 ตัวจับเวลา IC เป็นส่วนประกอบมัลติฟังก์ชั่นที่แพร่หลายในวงจรกำหนดเวลาซึ่งต้องการตัวต้านทานและตัวเก็บประจุจำนวนน้อยที่สุดในการสร้างสัญญาณชีพจรต่าง ๆ ที่จำเป็นสำหรับผลิตภัณฑ์อิเล็กทรอนิกส์ดิจิตอลการใช้งานหลักของ NE555 อยู่ในความสามารถในการสร้างวงจรฐานเวลาด้วยตัวจับเวลาภายในดังนั้นจึงให้พัลส์เวลาที่แม่นยำสำหรับวงจรอื่น ๆ

มันมีสองประเภทบรรจุภัณฑ์หลัก: แพ็คเกจ DIP (คู่อินไลน์คู่) พร้อมการกำหนดค่า 8 พินที่สามารถแทรกโดยตรงและแพ็คเกจ SOP-8 ขนาดกะทัดรัดมากขึ้นเหมาะสำหรับแอปพลิเคชันที่ไวต่ออวกาศ

ทางเลือกและตัวเลือกที่เทียบเท่า:

• • BL5372
• • NA555
• • KR3225Y

ตัวจับเวลา 555 IC ได้รับการออกแบบโดย Hans R. Camenzind ในปี 1971 สำหรับ Signetics (ได้รับโดย Philips) ซึ่งมี 25 ทรานซิสเตอร์, 2 ไดโอด 2 และตัวต้านทาน 15 ตัว, ทั้งหมดสามารถเข้าถึงได้ผ่านแพ็คเกจ DIP-8 8-PINการออกแบบพื้นฐานนี้เกิดอนุพันธ์ต่าง ๆ รวมถึง 556 (มีตัวจับเวลา 555 ตัวสองตัวในแพ็คเกจ DIP-14) รวมถึงรุ่น 558 และ 559

NE555 ดำเนินการภายในช่วงอุณหภูมิ 0 ° C ถึง 70 ° C ให้บริการตลาดทั่วไปในขณะที่ SE555 เกรดทหารได้รับการออกแบบมาเพื่อทนต่ออุณหภูมิสูงจาก -55 ° C ถึง 125 ° Cตัวเลือกบรรจุภัณฑ์สำหรับตัวจับเวลา 555 IC สะท้อนให้เห็นถึงความเก่งกาจและช่วงแอปพลิเคชันที่ให้บริการโลหะที่มีความน่าเชื่อถือสูง (ระบุโดยคำต่อท้าย T) และปลอกอีพอกซีเรซิน (V) ที่มีต้นทุนต่ำดังนั้นฉลากที่ครอบคลุม NE555V, NE555T, SE555V และ SE555T.การตั้งชื่ออนุสัญญาของ "555" นั้นเชื่อกันทั่วไปว่ามาจากตัวต้านทาน5KΩภายในแม้ว่า Camenzind เองก็ปฏิเสธสิ่งนี้โดยชี้แจงว่าการเลือกชื่อ "555" นั้นเป็นไปตามอำเภอใจ

ในการแสวงหาประสิทธิภาพการใช้พลังงาน 555 ซีรี่ส์รวมถึงรุ่นพลังงานต่ำเช่น 7555 และ TLC555 ที่ใช้ CMOS ซึ่งมีการใช้พลังงานลดลงเมื่อเทียบกับรุ่นมาตรฐานตามที่ผู้ผลิตอ้างว่าโมเดล 7555 ไม่จำเป็นต้องมีตัวเก็บประจุบายพาสระหว่างพินควบคุมและพื้นดินหรือตัวเก็บประจุแยกระหว่างแหล่งจ่ายไฟและพื้นดินเพื่อกำจัดเสียงรบกวน

NE555 เป็นวงจรรวมคลาสสิกโครงสร้างวงจรภายในประกอบด้วยหน่วยปฏิบัติการหลักสามหน่วย: ตัวเปรียบเทียบแรงดันไฟฟ้าที่มีสเตจเอาต์พุตตัวเปรียบเทียบต่าง ๆ และ RS Flip-Flopด้านล่างคือการวิเคราะห์โดยละเอียดของวงจรภายในของ NE555:

1. ตัวเปรียบเทียบแรงดันไฟฟ้า: NE555 มีตัวเปรียบเทียบแรงดันไฟฟ้าภายในใช้สำหรับการตรวจสอบแรงดันไฟฟ้าซัพพลายและเชื่อมโยงเอาต์พุตเข้ากับ RS Flip-Flop เพื่อให้แน่ใจว่าการตรวจสอบแรงดันไฟฟ้าที่แม่นยำ

2. เวทีเอาท์พุท: เชื่อมต่อกับ RS Flip-Flop ขั้นตอนเอาต์พุตส่วนใหญ่จะจัดการสถานะของพินเอาท์พุท (พิน 3)สถาปัตยกรรมเอาท์พุทของ NE555 เป็นการออกแบบแบบเปิดท่อโดยไม่สามารถส่งสัญญาณระดับสูงได้อย่างอิสระและต้องการตัวต้านทานแบบดึงขึ้นภายนอกเพื่อนำพินเอาท์พุทไปสู่สถานะสูงเมื่อต้องการสัญญาณระดับสูง

3. ตัวเปรียบเทียบ: ใน NE555 ตัวเปรียบเทียบสองตัวโดดเด่น: ตัวเปรียบเทียบเกณฑ์และตัวเปรียบเทียบทริกเกอร์ที่เกี่ยวข้องกับพิน 6 (Thr) และ 2 (Trig) ตามลำดับ

(1) เมื่อแรงดันไฟฟ้าบนพินเกณฑ์ (PIN 6) เพิ่มขึ้นตัวเปรียบเทียบเกณฑ์จะยกระดับเอาต์พุตเป็นสัญญาณระดับสูงหากแรงดันไฟฟ้าเกณฑ์เกินแรงดันไฟฟ้าทริกเกอร์เอาต์พุตของตัวเปรียบเทียบจะเปลี่ยนไปตามลำดับ

(2) เมื่อแรงดันไฟฟ้าบนพินทริกเกอร์ (พิน 2) ลดลงตัวเปรียบเทียบทริกเกอร์จะลดเอาต์พุตออกเป็นสัญญาณระดับต่ำการเปลี่ยนแปลงเอาต์พุตเกิดขึ้นเมื่อแรงดันไฟฟ้าทริกเกอร์ลดลงต่ำกว่าแรงดันไฟฟ้าเกณฑ์

4. RS Flip-Flop: NE555 มี RS Flip-Flop ภายในใช้เพื่อเก็บสถานะของพินเอาท์พุท (พิน 3)อินพุตของ RS Flip-Flop ถูกควบคุมโดยเอาต์พุตของตัวเปรียบเทียบเกณฑ์และตัวเปรียบเทียบทริกเกอร์

(1) อินพุต R มาจากเอาต์พุตของตัวเปรียบเทียบเกณฑ์ดูแลกลไกการรีเซ็ตของ RS Flip-Flop

(2) อินพุต S มาจากเอาต์พุตของตัวเปรียบเทียบทริกเกอร์จัดการการตั้งค่าของ RS Flip-Flop

ภาพรวมการวิเคราะห์ของวงจรภายในของ NE555 เน้นการออกแบบที่ซับซ้อนทำให้สามารถใช้งานได้อย่างน่าเชื่อถือในฐานะที่เป็นโซลูชันเวลาที่หลากหลาย

ตัวจับเวลา NE555 เป็นส่วนประกอบที่หลากหลายในการออกแบบอิเล็กทรอนิกส์ทำงานในสามโหมดหลักแต่ละตัวปรับให้เหมาะกับฟังก์ชั่นวงจรเฉพาะ:

1. โหมด ASTABLE: การกำหนดค่านี้มีลักษณะโดยความไม่แน่นอนโดยธรรมชาติการสั่นอย่างไม่มีกำหนดโดยไม่ต้องป้อนสถานะที่มั่นคงมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในแอปพลิเคชันที่ต้องการสัญญาณซ้ำ ๆ เช่นกะพริบเครื่องกำเนิดเสียงเครื่องกำเนิดไฟฟ้าพัลส์และวงจรกำหนดเวลาเพื่ออำนวยความสะดวกในการแกว่งเอาท์พุทอย่างต่อเนื่อง

2. โหมด Bistable: สะท้อนความเสถียรของ kickstand จักรยานไม่ว่าจะยกหรือลดลงโหมดนี้จะรักษาเสถียรภาพในสองสถานะที่แตกต่างกันเพียงเปลี่ยนด้วยการแทรกแซงภายนอกเป็นที่รู้จักกันในชื่อ bistable เนื่องจากเงื่อนไขที่มั่นคงทั้งสองมันช่วยให้ NE555 ทำหน้าที่เป็นสวิตช์สลับการตอบสนองต่ออินพุตภายนอกเพื่อเปลี่ยนสถานะ

3. โหมด MONOSTABLE: คล้ายกับประตูที่ติดตั้งใกล้ ๆ มันจะยังคงปิดอย่างปลอดภัยจนกว่าจะเปิดออกในโหมดนี้ NE555 จะเสถียรในสถานะเดียวโดยเปิดใช้งานโดยทริกเกอร์ภายนอกเท่านั้นและกลับสู่สถานะเดิมโดยอัตโนมัติหลังจากที่ทริกเกอร์ถูกลบออกการดำเนินการแบบ monostable นี้เหมาะสำหรับแอปพลิเคชันที่ต้องการสัญญาณเอาต์พุตเวลาเดียวเช่นตัวจับเวลาสวิตช์สัมผัสและเครื่องวัดความจุ

เมื่อแรงดันไฟฟ้าของแหล่งจ่ายไฟ VCC เริ่มต้นวงจรจะเริ่มทำงานทำให้ตัวเก็บประจุ C เริ่มชาร์จทันทีเมื่อแรงดันไฟฟ้าข้ามตัวเก็บประจุ C ถึงสองในสามของ VCC เอาท์พุทของตัวเปรียบเทียบภายในจะเปลี่ยนสูงเปลี่ยนเอาต์พุตออกจากต่ำถึงสูงต่อจากนั้นการลดลงของแรงดันไฟฟ้าของตัวเก็บประจุเป็นหนึ่งในสามของ VCC จะกระตุ้นตัวเปรียบเทียบภายในเพื่อเปลี่ยนเอาต์พุตให้ต่ำลงทำให้เอาต์พุตออกจากการเปลี่ยนกลับจากสูงถึงต่ำหลังจากนั้นตัวเก็บประจุ C กลับมาชาร์จต่อไปขับเคลื่อนวงจรไปยังวงจรการทำงานใหม่

ระยะเวลา t (เป็นวินาที) ถูกกำหนดโดยค่าของตัวเก็บประจุภายนอก C และตัวต้านทานภายนอกสองตัว R1 และ R2 โดยมีสูตร: t = 0.693 × (R1 + 2 × R2) × C รอบการทำงาน Dสัดส่วนของระยะเวลาระดับสูงของคลื่นสี่เหลี่ยมตลอดทั้งรอบถูกคำนวณเป็น: d = (R1+R2)/(R1+2 × R2)ดังนั้นโดยการปรับค่าตัวเก็บประจุ C และตัวต้านทาน R1 และ R2 อย่างละเอียดระยะเวลาและรอบการทำงานของรูปคลื่นคลื่นสี่เหลี่ยมสามารถปรับเปลี่ยนได้

โดยพื้นฐานแล้วหลักการปฏิบัติการของ NE555 หมุนรอบการก่อสร้างวงจรเวลาโดยการปรับค่าของตัวเก็บประจุและตัวต้านทานภายนอกระยะเวลาและรอบการทำงานสามารถควบคุมได้ช่วยอำนวยความสะดวกในการสร้างรูปคลื่นพัลส์ที่ต้องการ

1. NE555 Infrared Control Delay Light:

ครัวเรือนสมัยใหม่มักจะติดตั้งรีโมทคอนโทรลอินฟราเรดและเราสามารถใช้รีโมทที่มีอยู่เหล่านี้เพื่อควบคุมไฟล่าช้าที่ควบคุมระยะไกลของอินฟราเรดในการตั้งค่านี้ "H" หมายถึงตัวรับสัญญาณอินฟราเรดแบบรวมและ "C1" ทำหน้าที่เป็นตัวเก็บประจุกรองสัญญาณจากรีโมทควบคุมหลังจากถูกกรองโดย C1 สร้างพัลส์เชิงลบทำให้เกิดวงจร monostable ของ NE555 เพื่อเปิดใช้งาน

2. NE555 สัญญาณเตือนน้ำเดือด:

ระบบเตือนภัยนี้ออกแบบวงจรควบคุมอุณหภูมิอย่างชาญฉลาดออสซิลเลเตอร์ความถี่ต่ำและออสซิลเลเตอร์ความถี่สูงการควบคุมอุณหภูมิทำได้โดยการรวม RP, RT และ VT1การแกว่งความถี่ต่ำเกี่ยวข้องกับ IC1, R2, R3 และ C1 ซึ่ง VT1 ส่งผลกระทบต่อ PIN รีเซ็ต (PIN 4)ในขณะเดียวกัน oscillator ความถี่สูงซึ่งประกอบด้วย IC1, R4, R5 และ C2 นั้นถูกปรับด้วย IC1เมื่อถึงอุณหภูมิที่ตั้งไว้ล่วงหน้าความต้านทานของ RT จะลดลงทำให้ VT1 หยุดการทำงานดังนั้น IC1 oscillates เปล่งพัลส์ความถี่ต่ำที่ปรับออสซิลเลเตอร์ความถี่สูงใน IC2 ซึ่งจะสร้างสัญญาณเตือนเสียง

3. สวิตช์กำหนดเวลาที่เปิดใช้งาน NE555:

การกำหนดค่าด้านบนเป็นวงจร monostable ที่ IC1 (ตัวจับเวลา NE555) ภายใต้สภาวะปกติเห็นตัวเก็บประจุ C1 ที่ปล่อยออกมาอย่างเต็มที่ผ่านพิน 7 ของ NE555 ส่งผลให้เอาต์พุตต่ำที่พิน 3 ทำให้รีเลย์ (KS) และหลอดไฟเชื่อมต่อสัมผัสง่าย ๆ บนแผ่นโลหะ "P" สามารถเปิดใช้งานหลอดไฟโดยใช้แรงดันสัญญาณเร่ร่อนจากร่างกายมนุษย์ที่ส่งไปยังหมุดทริกเกอร์ NE555 ผ่าน C2 พลิกเอาต์พุตสูงการดำเนินการนี้เปิดใช้งานรีเลย์ (KS) และสว่างขึ้นในเวลาเดียวกันตัวจับเวลาจะเริ่มเป็น R1 คิดค่าใช้จ่าย C1 โดยมีระยะเวลากำหนดเวลาที่กำหนดโดย T1 = 1.1R1*C1 ซึ่งเทียบเท่ากับสี่นาทีตามค่าองค์ประกอบที่ให้ไว้ตัวเลือกไดโอดสำหรับ D1 รวมถึงรุ่น 1N4148 หรือ 1N4001

1. วงจรตัวจับเวลา NE555 ขั้นพื้นฐาน

วงจรพื้นฐานที่ใช้กันอย่างแพร่หลายนี้ประกอบด้วยชิป NE555 พร้อมกับตัวต้านทานและตัวเก็บประจุสร้างสัญญาณกำหนดเวลาระดับมิลลิวินาทีอย่างสะดวกสบายเช่นพัลส์และคลื่นสี่เหลี่ยมจุดเด่นของมันอยู่ในความเรียบง่ายและความแม่นยำสร้างสัญญาณเวลาที่แม่นยำได้อย่างง่ายดาย

2. NE555 Monostable Circuit

ความสามารถในการสร้างสัญญาณชีพจรเดียวการกำหนดค่านี้ถูกสร้างขึ้นรอบ ๆ NE555 พร้อมกับตัวต้านทานและตัวเก็บประจุต่างๆโดยการเปลี่ยนส่วนประกอบเหล่านี้ความกว้างของพัลส์และเวลาหน่วงสามารถปรับได้ทำให้เป็นตัวเลือกที่เหมาะสำหรับการสร้างสัญญาณทริกเกอร์และการซิงโครไนซ์วงจรมีความสามารถในการสร้างสัญญาณพัลส์เดี่ยวด้วยความกว้างของพัลส์ที่ปรับได้และเวลาหน่วงเวลา

3. NE555 Bistable Circuit

วงจรนี้ใช้ฟังก์ชั่นฟลิปฟล็อปตรรกะช่วยให้สามารถปรับเปลี่ยนเวลาทริกเกอร์และแรงดันไฟฟ้าเกณฑ์ผ่านการปรับตัวต้านทานและตัวเก็บประจุซึ่งใช้กันทั่วไปสำหรับการใช้ตรรกะฟลอพลอจิกและแอพพลิเคชั่นเปรียบเทียบแรงดันไฟฟ้า

4. วงจรเครื่องกำเนิดคลื่น Square Square Wave

ออกแบบมาเพื่อผลิตสัญญาณคลื่นสี่เหลี่ยมการปรับตัวต้านทานและตัวเก็บประจุภายในวงจรนี้จะเปลี่ยนความถี่และวัฏจักรหน้าที่ส่วนใหญ่ใช้สำหรับการสร้างสัญญาณดิจิตอลและการมอดูเลตความสามารถในการปรับแต่งความถี่คลื่นสแควร์และรอบการทำงานทำให้เหมาะสำหรับงานดิจิตอลและการปรับจำนวนมาก

5. NE555 วงจร Multivibrator Astable Astable

ประกอบด้วยชิป NE555 สองตัวและตัวต้านทานเพิ่มเติมและตัวเก็บประจุวงจรนี้จะสร้างสัญญาณคลื่นสี่เหลี่ยมที่ปรับได้วงจรความถี่และหน้าที่สามารถปรับแต่งได้อย่างละเอียดทำให้เหมาะสำหรับการผลิตสัญญาณเสียงหรือการมอดูเลตวงจรมีลักษณะโดยความสามารถในการจัดหาคลื่นสี่เหลี่ยมที่มีความถี่และรอบการทำงานที่ปรับแต่งได้

1. ฟังก์ชั่นของ NE555 คืออะไร?

ตัวจับเวลา SE 555 IC ทำงานภายในช่วงอุณหภูมิ -55 ° C ถึง 125 ° C ในขณะที่ IC NE 555 ถูกใช้ภายในช่วงอุณหภูมิ 0 ° C ถึง 70 ° Cมีการใช้งานที่หลากหลายในสนามอิเล็กทรอนิกส์เช่นตัวจับเวลาความล่าช้าการสร้างชีพจรออสซิลเลเตอร์ ฯลฯ

2. NE555 และ IC 555 เหมือนกันหรือไม่?

ใช่ตัวจับเวลา NE555 IC และตัวจับเวลา 555 IC เหมือนกันNE555 เป็นหมายเลขชิ้นส่วนสำหรับ IC ตัวจับเวลาโดยทั่วไป NE555 IC เรียกว่า 555 Timer IC

3. หลักการปฏิบัติการของ NE555 คืออะไร?

โดยการเชื่อมต่อสัญญาณอินพุตรีเซ็ตเข้ากับพินรีเซ็ตและสัญญาณอินพุตที่ตั้งไว้กับพิน TR ตัวจับเวลา 555 สามารถทำหน้าที่เป็นสลัก SR ที่มีประสิทธิภาพระดับต่ำ (แม้ว่าจะไม่มีเอาต์พุต q ผกผัน)ดังนั้นการดึงชุดต่ำในชั่วขณะสามารถทำหน้าที่เป็น "ชุด" และสลับเอาต์พุตเป็นสถานะสูง (VCC)