Микросхема NE555, согласно своим основным характеристикам, входит в категорию таймеров-универсалов. Разброс временных промежутков, которые можно в них устанавливать, очень широк. Большинство схем ne555 содержат генераторы импульсов прямоугольного типа с разной частотой и протяженностью. Устройство вместе с небольшим количеством добавочных радиоприборов, таких как резисторы и конденсаторы , является составной частью разной электроники. Это генераторы, шим регулятор на ne555, временные ne555 реле, устройства для имитации звука с разной частотой и т.д.
Цоколевка NE555
Распиновка устройства не меняется многие годы, несмотря на применение в разных видах приложений. Стандартная версия, как правило, имеет пластиковый корпус DIP-8. Поверхностный монтаж оформляется с помощью SOP-8 и SOIC-8.
Первый вывод всегда имеет маркировку в виде небольшого округлого углубления или выпуклости.
Ранее был вариант в круглом корпусе из металла LM555CH, однако сейчас он не производится. Он состоял из RS-триггера, двух компараторов, разрядного транзистора и инвертирующего усилителя.
Основные характеристики ne555
Устройство не является одним из биполярных ИС, ТТЛ, КМОП, но легко взаимодействует с ними. Напряжение ne555, при котором устройство может нормально работать, имеет диапазон в пределах 4,5 — 16 В. Если оно равно 5 В, происходит согласование выхода таймера ne555 и ТТЛ-входов остальных схем. В противном случае, нужны еще какие-либо согласующие приборы, чтобы задать импульсам нужный уровень.
Пределы допустимых значений
Есть ряд типовых максимальных эксплуатационных характеристик NE555. Они встречаются в самых распространенных модификациях этой микросхемы. Их различия зависят лишь от компании-производителя, но, как правило, одинаковы в большинстве технических описаний:
Напряжение источника энергии — от 4,5 до 18 Вольт.
Рассеиваемая мощность — 600 микроВатт.
Ток на выходе — 200 миллиАмпер.
Рабочая частота — 500 килоГерц.
Температура для работы — от 0 до 70 градусов, для хранения — от -65 до 150 градусов.
Если превышать указанные параметры, устройство может выйти из строя.
Чем можно заменить NE555
В советские времена существовал полный ne555 аналог микросхемы — КР1006ВИ1. Сегодня она производится в Латвии и Белоруссии. В русскоязычной инструкции к ней дана информация, полностью соответствующая англоязычному варианту ne555 datasheet.
Есть один момент, важный для подбора качественной замены. В указанной версии прибора есть приоритет работы выводов “останова” над “запуском”, а в оригинальном варианте обратная ситуация. В большей части распространенных схем этого функционала нет, но не нужно совсем сбрасывать его со счетов.
Такая микросхема является незавершенным изделием с реализацией 2 эксплуатационных режимов:
Моностабильного — таймера запуска.
Мультивибратора, который генерирует одиночные импульсы.
Чтобы прибор мог работать в одном из этих режимов, его нужно немного усовершенствовать. С этой целью между контактами ставят RC-цепочку с заблаговременной подборкой конденсатора и резистора. Их показатели задают нужную частота ne555 и периодику прямоугольных сигналов на выходе устройства, когда на него подается питание. Чтобы повысить точность работы во избежание помех извне, нужно проводить шунтирование емкостью, составляющей не более 0,1 мкФ.
Ne555 — схемы включения
Работа NE555 в режиме таймера
Требуется 2 дополнительных элемента:
Резистор .
Две емкости.
Когда подается питание, на 3-й по отношению к уровню земли ножке будет напряжение 0 Вольт. Конденсатор , задающий время, не имеет заряда, и в этом состоянии схема может пребывать долго, до поступления на второй контакт положительного сигнала. По величине он должен быть втрое меньше напряжения питания.
Когда сигнал подается на 2 контакт, выход микросхемы получает напряжение на уровне питающего. Его протяженность определяется временем заряда С. Когда это происходит, напряжение на выходе уменьшается почти до нуля, и устройство разряжается.
Для схемы важно, что, как только она включается, никакие влияния на контакт 2 не меняют уровень выходного напряжения. Но его можно уменьшить подачей сигнала на 4 ножку. Рассчитать временный интервал выходного импульса можно с помощью формулы: T=1.1*Rt*Ct.
Работа в режиме мультивибратора
ne555 выдает прямоугольные сигналы. Их периодичность зависит от значений задающей время RC-цепочки. Конструкция немного меняется, в нее добавляется дополнительное сопротивление. Контакт 7 соединяет резисторы Ra и Rb, но отключается внутри таймера.
Когда питание подается на микросхему, на выходе возникает высокий уровень по отношению к земле, начинается заряд конденсатора. При достижении Ct заряда в размере 2⁄3 от напряжения питания, произойдет переключение схемы и снижение напряжения на выходе до 0. Тогда включается 7 контакт и устройство разряжается.
Основные черты и минусы таймера NE555
Главная отличительная черта устройства — наличие встроенного делителя напряжения. Он задает верхнее и нижнее пороговые значения, при которых срабатывают 2 компаратора. Так как его невозможно убрать, это ограничивает возможность применения схемы.
У таймера с биполярными транзисторами есть один явный минус, касающийся перехода выходного каскада между состояниями. При переключении в устройстве проходит паразитный сквозной ток. На пике он доходит до 400 миллиАмпер, что приводит к возрастанию тепловых потерь.
Чтобы решить эту проблему, нужно установить полярный конденсатор. Он имеет емкость не более 0,1 мкФ между проводом и выводом контроля. Это стабилизирует устройство при запуске и при работе вообще. Чтобы устойчивость к помехам была еще выше, в цепь питания включают конденсатор 1 мкФ.
У таймеров, в основе которых находятся КМОП-транзисторы, нет указанных проблем. Им не требуется монтаж конденсаторов извне.
Размещение и предназначение выводов
NE555 и транзисторы, которые можно использовать для его замены, как правило, имеют восьмивыводной корпус PDIP8, TSSOP, либо SOIC. Выводы, вне зависимости от вида корпуса, расположены стандартно.
Таймер графически обозначается в виде прямоугольника и подписывается как G1 (генератор одиночного импульса) или GN (мультивибратор).
Виды выводов:
- GND — общий. Это 1-й вывод по отношению к ключу. Его подключают к участку питания прибора со знаком “-”.
- TRIG — запуск. Когда низкий импульс подается на вход 2-го компаратора, устройство запускается, и на выходе появляется сигнал высокого уровня. На их протяженность влияет номинал внешних деталей С и R.
- OUT — выход. Напряжение при высоком уровне сигнала на выходе составляет 1,5 В, при низком — 0,25 В. Переключение составляет 0,1 мкс.
- RESET — сброс. Этот вход обладает максимальным приоритетом. Он управляет работой устройства при любом напряжении на других выводах. Разрешение запуска возможно при потенциале от 0,7 В. Из-за этого его, с помощью резистора, связывают с питанием устройства. Если появляется импульс менее 0,7 В, NE555 перестает работать.
- CTRL — контроль. Впрямую соединяется с делителем напряжения, и без воздействий извне выдается 2/3 Uпит. Когда на вывод подается сигнал управления ne555, получается модуляция сигнала. В стандартных схемах он соединяется с внешним конденсатором.
Как изготовить металлоискатель ne555 своими руками
Существует способ самодельного изготовления металлоискателя из 2 схем ne555. Они состоят из 2 катушек:
- Передачи — Tx.
- Приема — Rx.
Вся конструкция делится на 2 блока. Первый, который находится слева, состоит из генератора прямоугольных импульсов. Элементы, задающие время ( R1, R2, C1) подбираются так, что приблизительная выходная частота равна 700 Герц. Ее называют частотой слышимого спектра.
Передача импульсов происходит через резистор с ограничениями тока — R3. Расположение двух катушек на одной территории таково, что они вместе составляют перекрытие и у системы появляется индукционный баланс. Напряжение катушки приема равно нулю, а со стороны правого участка схемы нет никакой реакции. При наличии рядом металлического предмета нарушается баланс и раздается звук.
Для усиления сигнала, поступающего на вход микросхемы 2 приемной катушки используется транзистор VT1, а именно, КТ3102ЕМ, или его аналог с любым уровнем усиления. Резисторы образуют усилитель напряжения. С помощью переменных резисторов настраивается металлоискатель на ne555. R6 -для подстройки, настраивается после взаиморазмещения катушек. R7 и R8 помогают осуществлять точную настройку и устанавливаются в корпусе устройства.
В сознании звукового сигнала участвует пьезоизлучатель BA1. Его изымают из непригодного мультиметра . Желательно, чтобы он имел внутренний генератор. Сформированный на выходе DD2 сигнал импульсов сигнализирует и помогает улавливать небольшие перемены звука, когда рядом находится предмет из металла.
Как изготовить катушку
Чтобы намотать катушки металлоискателя, нужно воспользоваться эмалированным проводом для обмотки с радиусом от 0,16 мм. Подберите какой-нибудь крупный предмет и сделайте обмотку вокруг него. Провод можно достать из ненужного электродвигателя или силового трансформатора .
Достаньте намотанную катушку и обмотайте бумажной клейкой лентой. Должны получиться 2 идентичные катушки. Скотч нужен, так как со временем обмотка теряет форму. Желательно сделать их приплюснутыми, напоминающими букву D, чтобы одна не перекрывала другую. Основанием для катушек может служить сэндвич -панель, часто применяемая в пластиковых окнах. Соединять катушки с платой можно экранированным проводом.
Как собрать мигалку на ne555
В среде любителей электроники очень популярна простейшая мигалка, в основе которой — данная микросхема. В ней немного элементов, чего вполне достаточно для управления 1-2 светодиодами.
Схема обычной мигалки на NE555
В этом устройстве действует режим мультивибратора, генерирующего прямоугольные импульсы. Их длина меняется путем подбора конденсаторов и резисторов. Схема состоит из 2 попеременно включаемых светодиодов. Но если вам нужен только 1 из них, второй не обязательно включать в микросхему, это не скажется на качестве работы всего прибора.
Питание схемы осуществляется от 3В, может находиться в разбросе от 3 до 15. При увеличении питания нужен подбор резисторов в светодиодные цепи. Если питание идет от 12 В, резисторы должны быть 1,5 — 2 килоОм.
Собранную мигалку не нужно настраивать, она работает при включении. Не обязательно брать резистор на 220 килоОм, достаточно впайки переменного или подстроечного варианта. Это поможет сделать настройку частоты мигания светодиода.
Как изготовить реле времени ne555 самостоятельно
Чтобы лучше ознакомиться с таймером, изготовьте реле времени собственноручно. Это простая классическая схема, которую может собрать любой человек.
Для запуска используется тумблера SB1, для настройки длительности — резистор R2. Примерное время работы указанной схемы — 6 сек. Чтобы его увеличить, не меняя характеристики R2, нужно повысить емкость С1.
Для суточного рабочего цикла нужно использовать конденсатор с емкостью 1,6 тысяч мкФ. При применении микросхемы в условиях, приближенных к реальным, фарады можно менять на более соответствующие нужному рабочему времени. Для расчета применяют формулу: T=C1*R2, С1 — емкость выбранного конденсатора, R2 — средний показатель сопротивления резистора подстройки.
Распиновка выглядит так:
- GND (Земля) — уменьшается питание.
- Trigger (запуск) — контакт получает импульс для начала работы таймера. Возникает от нажатия тумблера.
- Output (выход) – при активности таймера идет генерация исходящего сигнала на контакте.
- Reset (сброс) — подается отрицательный сигнал, и происходит остановка таймера.
- Control Voltage (контроль) — повышается устойчивость прибора к помехам.
Приобрести NE555 можно на Алиэкспресс(по ссылке) и в других интернет-магазинах по максимально доступным ценам.