آی سی تایمر 555 یک چیپ ساده است که برای زمان بندی و کنترل پالس استفاده می شود. می تواند تأخیر، پالس های یک شلیک و سیگنال های موج مربعی تکراری ایجاد کند. در داخل بسته بندی ۸ پین خود، از مقایسه گرها، فلیپ فلاپ و مرحله تخلیه برای تغییر خروجی HIGH یا LOW استفاده می کند. این مقاله اطلاعاتی درباره پین آوت، حالت ها، کاربردها، زمان بندی RC و عیب یابی آن ارائه می دهد.
۱. اصول اولیه IC تایمر ۵۵۵
آی سی تایمر 555 یک چیپ ساده است که برای زمان بندی و کنترل پالس استفاده می شود. می تواند تأخیر، سیگنال های تکراری و امواج خروجی پایدار ایجاد کند. در داخل بسته بندی ۸ پین خود، از مقایسه گرها، فلیپ فلاپ و مرحله خروجی برای کنترل روشن و خاموش شدن سیگنال استفاده می کند.
۲. پین اوت IC تایمر ۵۵۵
| پین | نام | ویژگی ها |
|---|---|---|
| ۱ | GND (زمین) | زمین، به عنوان سطح پایین (۰ ولت) |
| ۲ | تریگ (تریگر) | وقتی این ولتاژ پین به 1 / 3 ولت سی سی (یا ولتاژ آستانه تعیین شده توسط کنترل) کاهش یابد، خروجی بالا داده می شود. |
| ۳ | خارج | خروجی سطح بالا (+VCC) یا سطح پایین. |
| ۴ | RST (بازنشانی) | وقتی این پین تایمر برق را دریافت می کند، چیپ هنگام زمین شدن ریست می شود و خروجی کم است. |
| ۵ | CTRL (کنترل) | ولتاژ آستانه تراشه کنترل می شود. (وقتی پین خالی است، ولتاژ دو آستانه پیش فرض ۱ / ۳ ولت سی سی و ۲ / ۳ ولت سی سی است). |
| ۶ | THR (آستانه) | وقتی این ولتاژ پین به 2 / 3 ولت سی سی (یا ولتاژ آستانه تعیین شده توسط کنترل) برسد، خروجی کاهش می یابد. |
| ۷ | DIS (تخلیه) | گیت OC داخلی برای تخلیه خازن استفاده می شود. |
| ۸ | V +، VCC (قدرت) | سطح بالایی از توان را به تراشه بدهید. |
۳. نمودار مدار تایمر ۵۵۵
تایمر 555 با مقایسه ولتاژهای ورودی آستانه (پین 6) و تریگر (پین 2) در برابر دو سطح مرجع ثابت ایجاد شده توسط سه مقاومت داخلی 5 کیلو اهم کار می کند. این ارجاعات نقاط سوئیچینگ را حدود ۲/۳ VCC و ۱/۳ VCC تنظیم می کنند. وقتی ولتاژ تریگر به زیر سطح پایین تر می رسد، قفل داخلی تثبیت می شود و مرحله خروجی پین ۳ را با سرعت بالا حرکت می دهد. وقتی ولتاژ آستانه از سطح بالایی بالاتر می رود، قفل ریست می شود و خروجی پایین می آید. ترانزیستور تخلیه (پین ۷) در حالت خروجی پایین روشن می شود تا خازن زمان بندی خارجی را به سرعت از طریق مسیر مقاومت تخلیه کند و چرخه زمان بندی را کنترل کند.
۴. مشخصات فنی آی سی تایمر ۵۵۵
| ولتاژ منبع تغذیه (VCC) | ۴.۵-۱۶ ولت |
|---|---|
| جریان عملیاتی نامی (VCC = +5 ولت) | ۳-۶ میلی آمپر |
| جریان عملیاتی نامی (VCC = +15 ولت) | ۱۰-۱۵ میلی آمپر |
| حداکثر جریان خروجی | ۲۰۰ میلی آمپر |
| حداکثر مصرف برق | ۶۰۰ مگاوات |
| حداقل مصرف توان کاری | ۳۰ مگاوات (۵ ولت)، ۲۲۵ مگاوات (۱۵ ولت) |
| دامنه دمایی | ۰-۷۰ درجه سانتی گراد |
۵. حالت های مدار مجتمع تایمر ۵۵۵
۵.۱ حالت پایداری منفرد
در حالت تک پایدار، آی سی تایمر 555 پس از دریافت سیگنال تریگر، یک پالس خروجی تولید می کند. وقتی ورودی تریگر به زیر یک سوم VCC می رسد، خروجی به HIGH تغییر می کند و فرآیند زمان بندی آغاز می شود. یک خازن شروع به شارژ از طریق یک مقاومت می کند و در این مدت خروجی بالا باقی می ماند. وقتی ولتاژ خازن به ۲/۳ ولتاژ VCC برسد، خروجی به حالت LOW تغییر می کند و پالس قطع می شود. طول پالس به مقادیر مقاومت و خازن بستگی دارد، بنابراین تغییر شبکه RC مدت زمان بالا ماندن خروجی را تغییر می دهد. قبل از فعال سازی مجدد، خازن باید زمان کافی برای تخلیه داشته باشد تا پالس بعدی به درستی کار کند.
۵.۲ حالت دوگانه پایدار
در حالت دو پایدار، آی سی تایمر 555 مانند یک مدار حافظه ساده روشن/خاموش عمل می کند. می تواند در یک حالت باقی بماند تا ورودی دیگری آن را تغییر دهد. در این حالت، پین ۲ (ماشه) و پین ۴ (ریست) معمولا با استفاده از اتصالات پول آپ در حالت HIGH نگه داشته می شوند. پین ۶ (آستانه) به زمین متصل است. پین ۵ (کنترل) از طریق یک خازن کوچک، معمولا ۰.۰۱ تا ۰.۱ میکروفاراد، به زمین متصل می شود تا به پایداری مدار کمک کند. پین ۷ (دشلیک) در این تنظیمات برای زمان بندی استفاده نمی شود. وقتی پین ۲ به پایین کشیده می شود، خروجی به حالت تنظیم شده تغییر می کند. وقتی پایه ۴ زمین می شود، خروجی به حالت مخالف بازمی گردد.
۵.۳ بدون حالت پایدار
در حالت بدون حالت ثابت، آی سی تایمر 555 سیگنال موج مربعی تکرارشونده را بدون توقف تولید می کند. یک خازن به طور مکرر شارژ و تخلیه می شود و این باعث می شود خروجی به طور مداوم بین HIGH و LOW جابجا شود. مقاومت R1 از VCC به پایه 7 (دچارج) متصل می شود و مقاومت R2 از پایه 7 به پایه 2 (ماشه) متصل می شود. پین ۲ (تریگر) و پین ۶ (آستانه) به هم متصل شده اند تا ولتاژ خازن را دنبال کنند. خازن از طریق R1 و R2 شارژ می شود تا به دو سوم VCC برسد که خروجی را برعکس می کند. سپس خازن از طریق R2 تخلیه می شود تا به یک سوم VCC برسد و خروجی دوباره تغییر می کند. مقادیر R1، R2 و خازن فرکانس و زمان بندی بالا تا پایین را کنترل می کنند. همچنین می توان یک دیود را در سراسر R2 قرار داد تا مسیر شارژ تغییر کند و چرخه وظیفه را زمانی که زمان HIGH کوتاه تر لازم است، کاهش دهد.
۶. کاربردهای مختلف آی سی تایمر ۵۵۵
چشمک زن LED 6.1
یک افکت ساده روشن و خاموش برای یک یا چند LED با استفاده از مقاومت تایمینگ و خازن ایجاد می کند.
۶.۲ تایمر تأخیر (تأخیر روشن شدن)
دستگاه را بعد از یک تأخیر زمانی مشخص روشن می کند، که وقتی می خواهید خروجی قبل از فعال سازی منتظر بماند مفید است.
۶.۳ تولیدکننده پالس یک شلیک
هنگام تحریک یک پالس تولید می کند که اغلب برای تولید سیگنال های زمان بندی کوتاه استفاده می شود.
ژنراتور موج مربعی ۶.۴ (سیگنال ساعت)
خروجی موج مربعی پایدار تولید می کند که می تواند به عنوان سیگنال ساعت برای مدارهای دیجیتال استفاده شود.
ژنراتور 6.5 PWM (کنترل روشنایی یا سرعت)
چرخه کاری خروجی را کنترل می کند تا روشنایی LED یا سرعت موتور DC را تنظیم کند.
۶.۶ تولیدکننده تن (صدای بوق)
یک سیگنال فرکانس صوتی پایه ایجاد می کند که می تواند یک بلندگو یا زنگ کوچک را به حرکت درآورد.
۶.۷ مدار آژیر / آژیر
با تغییر فرکانس در طول زمان، الگوهای صوتی تکراری تولید می کند.
مدولاسیون پهنای پالس ۶.۸ برای کنترل سروو
کمک می کند پالس های زمان بندی شده ایجاد شوند که می توانند برای کاربردهای ساده کنترل سروو استفاده شوند.
۶.۹ تقسیم کننده فرکانس
فرکانس سیگنال پالس ورودی را با تولید پالس های خروجی کندتر کاهش می دهد.
۶.۱۰ آشکارساز پالس گمشده
تشخیص می دهد که سیگنال پالس تکراری متوقف شده و سپس خروجی را فعال می کند.
۷. خانواده و تراشه های مشتق IC تایمر ۵۵۵
| تولیدکننده (Mfr) | شماره قطعه (شماره Mfr) | یادداشت ها |
|---|---|---|
| آواگو تکنولوژیز | Av-555M | - |
| راهکارهای سفارشی سیلیکونی | CSS555 / CSS555C | CMOS، حداقل ولتاژ کاری ۱.۲ ولت، IDD < ۵ میکروآمپر |
| CEMI | ULY7855 | - |
| نوار قلب فیلیپس | ECG955M | - |
| اکسار | XR-555 | - |
| فیرچایلد نیمه هادی | NE555 / KA555 | - |
| هریس | HA555 | - |
| IK Semicon | ILC555 | CMOS، حداقل ولتاژ کاری ۲ ولت |
| شرکت اینترسیل | SE555 / NE555 | - |
| شرکت اینترسیل | ICM7555 | CMOS |
| سیستم های لیتیک | LC555 | - |
| می شین | ICM7555 | CMOS، حداقل ولتاژ کاری ۲ ولت |
| موتورولا | MC1455 / MC1555 | - |
| NTE سیلوانیا | NTE955M | - |
| RCA | CA555 / CA555C | - |
| STMicroelectronics | NE555N / K3T647 | - |
| TI (تگزاس اینسترومنتس) | SN52555 / SN72555 | - |
| TI (تگزاس اینسترومنتس) | TLC555 | CMOS، حداقل ولتاژ کاری ۲ ولت |
| زتکس | ZSCT1555 | حداقل ولتاژ کاری ۰.۹ ولت |
| NXP | ICM7555 | CMOS |
| HFO | B555 | - |
| هیتاچی | HA17555 | - |
۸. جایگزین های مدار مجتمع تایمر ۵۵۵ و جایگزین های سازگار
۸.۱ جایگزین های مستقیم (سازگار با پین)
• NE555
• LM555
• SE555
• KA555
• SA555
• RC555
• MC1455
CMOS 555 جایگزین ها (با توان کمتر)
• TLC555
• LMC555
• ICM7555
• 7555
۹. انتخاب مقادیر زمان بندی RC تایمر ۵۵۵
• هر زمان ممکن باشد از خازن های پایدار استفاده کنید تا زمان بندی تایمر 555 دقیق تر و یکنواخت تر باشد.
• از استفاده از مقادیر بسیار کوچک خازن خودداری کنید، زیرا این مقادیر می توانند مدار را نسبت به نویز حساس تر کرده و باعث تحریک ناخواسته شوند.
• از مقادیر مقاومت بسیار بالا استفاده نکنید، زیرا ممکن است منجر به خطاهای زمان بندی شده و خروجی را کمتر پایدار کند.
• همیشه پین RESET را به درستی وصل کنید، زیرا رها کردن آن به صورت شناور می تواند باعث شود IC تایمر 555 به طور تصادفی ریست شود یا درست کار نکند.
۱۰. عیب یابی و رفع مشکلات آی سی تایمر ۵۵۵
| مشکل | علت احتمالی | اصلاح |
|---|---|---|
| خروجی همیشه بالا | پین ماشه گیر کرده پایین | مطمئن شوید که پین ۲ پایین کشیده نشده باشد |
| خروجی همیشه پایین | پین ریست پایین نگه داشته شده | پین RESET را بالا بکشید تا تایمر اجرا شود |
| بدون نوسان | سیم کشی مقاومت/خازن اشتباه | اتصالات R1، R2 و C را دوباره بررسی کنید |
| خروجی ناپایدار | نویز تأثیرگذار بر پین ۲ یا پین ۵ | اضافه کردن یک خازن کوچک برای فیلتر کردن |
| فرکانس اشتباه | مقادیر نادرست R یا C | مقادیر زمان بندی را با استفاده از فرمول های صحیح |
۱۱. نتیجه گیری
آی سی تایمر 555 با مقایسه ولتاژهای تریگر و آستانه با سطوح ثابت در 1/3 VCC و 2/3 VCC کار می کند. این دستگاه می تواند در حالت های تک پایدار، دوپایدار و پایدار برای تولید پالس یا نوسانات پایدار اجرا شود. با مقادیر صحیح RC و مدیریت صحیح پین های RESET و CONTROL، خروجی پایدار باقی می ماند و زمان بندی دقیق باقی می ماند.
۱۲. پرسش های متداول [پرسش های متداول]
۱۲.۱ چه مقدار خازنی روی پین کنترل (پین ۵) استفاده می شود؟
از خازن 0.01 میکروفاراد (10 نانوفاراد) از پین 5 تا GND استفاده کنید تا نویز را کاهش داده و پایداری را افزایش دهید.
آیا خروجی 555 در حالت HIGH به VCC کامل می رسد؟
نه همیشه. خروجی HIGH نزدیک به VCC است، اما هنگام حرکت بار ممکن است پایین تر بیاید.
چرا یک آی سی تایمر 555 داغ می شود؟
وقتی جریان خروجی بالایی دارد، با ولتاژ بالا کار می کند یا خیلی وقت ها سوئیچ می کند، گرم می شود.
آیا تایمر 555 می تواند مستقیما یک رله را هدایت کند؟
فقط چند رله کوچک. بسیاری از رله ها به جریان بیشتری نیاز دارند، بنابراین راننده ترانزیستور و دیود فلای بک ایمن تر هستند.
چرا 555 به طور تصادفی فعال می شود؟
فعال شدن تصادفی به خاطر صدا، اتصال زمین ضعیف یا فیلتر ضعیف برق ایجاد می شود.
۱۲.۶ تفاوت اصلی بین اختلال دوقطبی ۵۵۵ و CMOS 555 چیست؟
Bipolar 555 جریان بیشتری مصرف می کند و بارها را بهتر هدایت می کند. CMOS 555 مصرف برق کمتری دارد و برای زمان بندی کم مصرف بهتر عمل می کند.
