Comprendere 555 timer ic

555 Timer IC è uno dei circuiti integrati comunemente utilizzati da studenti e hobbisti. Ci sono molte applicazioni di questo IC, principalmente usato come vibratori come, MULTIVIBRATORE ASTABILE, MULTIVIBRATORE MONOSTABILE e MULTIVIBRATORE BISTABILE. Puoi trovare qui alcuni circuiti basati su 5555 IC. Questo tutorial copre diversi aspetti del 555 Timer IC e spiega il suo funzionamento in dettaglio. Quindi capiamo prima cosa sono i vibratori astabili, monostabili e bistabili.

MULTIVIBRATORE ASTABILE

Ciò significa che non ci sarà un livello stabile in uscita. Quindi l'uscita oscillerà tra alta e bassa. Questo carattere di uscita instabile viene utilizzato come uscita orologio o onda quadra per molte applicazioni.

MULTIVIBRATORE MONOSTABILE

Ciò significa che ci sarà uno stato stabile e uno stato instabile. Lo stato stabile può essere scelto alto o basso dall'utente. Se l'uscita stabile è selezionata alta, il timer cerca sempre di impostare l'uscita alta. Quindi, quando viene dato un interrupt, il timer si abbassa per un breve periodo e poiché lo stato basso è instabile, passa ad alto dopo quel tempo. Se lo stato stabile è scelto basso, con interrupt l'uscita sale per un breve periodo prima di arrivare a bassa.

MULTIVIBRATORE BISTABILE

Ciò significa che entrambi gli stati di uscita sono stabili. Ad ogni interruzione l'uscita cambia e rimane lì. Ad esempio, l'uscita è considerata alta ora con l'interruzione diventa bassa e rimane bassa. Alla successiva interruzione diventa alto.

Caratteristiche importanti di 555 Timer IC

NE555 IC è un dispositivo a 8 pin. Le caratteristiche elettriche importanti del timer sono che non deve essere azionato sopra i 15 V, significa che la tensione della sorgente non può essere superiore a 15 V. Secondo, non possiamo prelevare più di 100 mA dal chip. Se non si seguono queste istruzioni, l'IC verrebbe bruciato e danneggiato.

Spiegazione di lavoro

Il timer è costituito fondamentalmente da due elementi costitutivi principali e sono:

1.Comparatori (due) o due amplificatori operazionali

2.Un flip-flop SR (imposta il flip-flop di reset)

Come mostrato nella figura sopra, ci sono solo due componenti importanti nel timer, sono il comparatore e il flip-flop. Capiamo cosa sono i comparatori e le infradito.

Comparatori: il comparatore è semplicemente un dispositivo che confronta le tensioni ai terminali di ingresso (terminali invertenti (- VE) e non invertenti (+ VE)). Quindi, a seconda della differenza nel terminale positivo e nel terminale negativo alla porta di ingresso, viene determinata l'uscita del comparatore.

Ad esempio, considerare che la tensione del terminale di ingresso positivo sia + 5V e la tensione del terminale di ingresso negativo sia + 3V. La differenza è 5-3 = + 2v. Poiché la differenza è positiva, otteniamo la tensione di picco positiva all'uscita del comparatore.

Per un altro esempio, se la tensione del terminale positivo è + 3V e la tensione del terminale di ingresso negativo è + 5V. La differenza è + 3- + 5 = -2V, poiché la differenza di tensione di ingresso è negativa. L'uscita del comparatore sarà la tensione di picco negativa.

Se per esempio si consideri il terminale di ingresso positivo come INPUT e il terminale di ingresso negativo come RIFERIMENTO come mostrato nella figura sopra. Quindi la differenza di tensione tra INPUT e REFERNCE è positiva otteniamo un'uscita positiva dal comparatore. Se la differenza è negativa, otterremo negativo o massa all'uscita del comparatore.

Flip-Flop: Il flip-flop è una cella di memoria, può memorizzare un bit di dati. Nella figura possiamo vedere la tabella di verità del flip-flop SR.

Ci sono quattro stati per un flip-flop per due ingressi; tuttavia abbiamo bisogno di capire solo due stati del flip flop per questo caso.

S	R	Q	Q '(barra Q)
0	1	0	1
1	0	1	0

Ora come mostrato in tabella, per gli ingressi set e reset otteniamo le rispettive uscite. Se c'è un impulso sul pin impostato e un livello basso al reset, il flip-flop memorizza il valore uno e pone la logica alta al terminale Q. Questo stato continua fino a quando il pin di reset riceve un impulso mentre il pin impostato ha una logica bassa. Ciò ripristina il flip-flop in modo che l'uscita Q diventi bassa e questo stato continua fino a quando il flip-flop non viene reimpostato.

In questo modo il flip-flop memorizza un bit di dati. Qui un'altra cosa è Q e la barra Q sono sempre opposte.

In un timer il comparatore e il flip-flop vengono riuniti.

Si consideri che al temporizzatore vengono forniti 9V, a causa del partitore di tensione formato dalla rete di resistori all'interno del temporizzatore come mostrato nello schema a blocchi; ci sarà tensione ai pin del comparatore. Quindi a causa della rete del partitore di tensione avremo + 6V al terminale negativo di quello del comparatore. E + 3V al terminale positivo del secondo comparatore.

Un'altra cosa è che l'uscita del comparatore un'uscita è collegata al pin di ripristino del flip-flop, quindi se l'uscita del comparatore uno diventa alta da bassa, il flip-flop si ripristina. E d'altra parte l'uscita del secondo comparatore è collegata al pin di impostazione del flip-flop, quindi se l'uscita del secondo comparatore va da alto a basso il flip-flop imposta e memorizza UNO.

Ora, se osserviamo attentamente, per una tensione inferiore a + 3V al pin trigger (ingresso negativo del secondo comparatore), l'uscita del comparatore va bassa da alta come discusso in precedenza. Questo impulso imposta il flip-flop e ne memorizza un valore.

Ora se applichiamo una tensione superiore a + 6V al pin di soglia (ingresso positivo di uno del comparatore), l'uscita del comparatore va da bassa ad alta. Questo impulso resetta il flip-flop e lo zero della memoria del flip-flip.

Un'altra cosa accade durante il ripristino del flip-flop, quando si ripristina il pin di scarica viene collegato a terra all'accensione di Q1. Il transistor Q1 si accende perché il Qbar è alto al ripristino ed è collegato alla base Q1.

In configurazione astabile il condensatore collegato qui si scarica durante questo tempo e quindi l'uscita del timer sarà bassa durante questo periodo.In configurazione astabile il tempo durante la carica del condensatore la tensione del pin trigger sarà inferiore a + 3V e quindi il flip-flop sarà memorizzare uno e l'output sarà alto.

In una configurazione stabile come mostrato in figura, La frequenza del segnale di uscita dipende da RA, resistori RB e condensatore C.L'equazione è data come, Frequenza (F) = 1 / (Periodo di tempo) = 1,44 / ((RA + RB * 2) * C).

Qui RA, RB sono valori di resistenza e C è il valore di capacità. Mettendo i valori di resistenza e capacità nell'equazione sopra otteniamo la frequenza dell'onda quadra di uscita.

Il tempo logico di alto livello è dato come, TH = 0,693 * (RA + RB) * C

Il tempo logico di basso livello è dato come, TL = 0,693 * RB * C

Il rapporto di lavoro dell'onda quadra in uscita è dato come Duty Cycle = (RA + RB) / (RA + 2 * RB).

555 Diagramma e descrizioni dei pin del timer

Ora, come mostrato in figura, ci sono otto pin per un timer IC 555, ovvero

1.Terreno.

2. Trigger.

3.Uscita.

4.Reset.

5.Controllo

6.Soglia.

7.Scarica

8.Power o Vcc

Pin 1. Ground: questo pin non ha alcuna funzione speciale. È collegato a terra come al solito. Affinché il timer funzioni, questo pin deve e deve essere collegato a terra.

Pin 8. Alimentazione o VCC: anche questo pin non ha alcuna funzione speciale. È collegato a tensione positiva. Affinché il timer funzioni, questo pin deve essere collegato a una tensione positiva compresa tra + 3,6 V e + 15 V.

Pin 4. Reset: come discusso in precedenza, c'è un flip-flop nel chip del timer. L'uscita del flip-flop controlla direttamente l'uscita del chip sul pin3.

Il pin di ripristino è direttamente collegato a MR (Master Reset) del flip-flop. All'osservazione possiamo osservare un piccolo cerchio al MR del flip-flop. Questa bolla rappresenta che il pin MR (Master Reset) è attivo con trigger LOW. Ciò significa che affinché il flip-flop ripristini la tensione del pin MR deve passare da HIGH a LOW. Con questa logica step down, il flip-flop difficilmente viene abbassato a LOW. Quindi l'uscita diventa BASSA, indipendentemente da eventuali pin.

Questo pin è collegato a VCC affinché il flip-flop interrompa il ripristino forzato.

Pin 3. OUTPUT: anche questo pin non ha alcuna funzione speciale. Questo pin è ricavato dalla configurazione PUSH-PULL formata da transistor.

La configurazione push pull è mostrata in figura. Le basi di due transistor sono collegate all'uscita del flip-flop. Quindi, quando la logica alta appare all'uscita del flip-flop, il transistor NPN si accende e + V1 appare all'uscita. Quando la logica apparsa all'uscita del flip-flop è BASSA, il transistor PNP si accende e l'uscita viene abbassata a massa o sull'uscita appare –V1.

Così come viene utilizzata la configurazione push-pull per ottenere un'onda quadra in uscita dalla logica di controllo dal flip-flop. Lo scopo principale di questa configurazione è recuperare il carico dal flip-flop. Ebbene, il flip-flop ovviamente non può fornire 100mA in uscita.

Fino ad ora abbiamo discusso dei pin che non alterano la condizione di output in nessuna condizione. I restanti quattro pin sono speciali perché determinano lo stato di uscita del chip del timer, discuteremo ora di ciascuno di essi.

Pin 5. Pin di controllo : il pin di controllo è collegato dal pin di ingresso negativo del comparatore uno.

Considera per un caso la tensione tra VCC e TERRA è 9v. A causa del divisore di tensione nel chip come osservato nella figura 3 di pagina 8, la tensione sul pin di controllo sarà VCC * 2/3 (per VCC = 9, tensione pin = 9 * 2/3 = 6V).

La funzione di questo pin per dare all'utente il controllo diretto sul primo comparatore. Come mostrato nella figura sopra, l'uscita del comparatore 1 è alimentata al reset del flip-flop. A questo pin possiamo mettere un voltaggio diverso, diciamo se lo colleghiamo a + 8v. Ora quello che succede è che la tensione del pin THRESHOLD deve raggiungere + 8V per ripristinare il flip-flop e trascinare l'uscita verso il basso.

In caso normale, l'uscita V si abbasserà una volta che il condensatore si carica fino a 2 / 3VCC (+ 6V per alimentazione 9V). Ora poiché abbiamo messo una tensione diversa sul pin di controllo (comparatore uno negativo o reset comparatore).

Il condensatore dovrebbe caricarsi fino a quando la sua tensione raggiunge la tensione del pin di controllo. A causa di questa forza di carica del condensatore, l'ora di accensione e l'ora di spegnimento del segnale cambiano. Quindi l'output subisce una svolta diversa sulla razione strappata.

Normalmente questo pin viene abbassato con un condensatore. Per evitare interferenze di rumore indesiderate con il lavoro.

Pin 2. TRIGGER: il pin trigger viene trascinato dall'ingresso negativo del comparatore due. L'uscita del comparatore due è collegata al pin SET del flip-flop. Con l'uscita del comparatore due alta otteniamo alta tensione all'uscita del timer. Quindi possiamo dire che il perno del grilletto controlla l'uscita del timer.

Ora qui cosa osservare è che la bassa tensione sul pin del grilletto forza la tensione di uscita alta, poiché è all'ingresso invertente del secondo comparatore. La tensione sul pin del grilletto deve essere inferiore a VCC * 1/3 (con VCC 9v come assunto, VCC * (1/3) = 9 * (1/3) = 3V). Quindi la tensione sul pin del grilletto deve essere inferiore a 3 V (per un'alimentazione a 9 V) affinché l'uscita del timer diventi alta.

Se questo pin è collegato a massa, l'uscita sarà sempre alta.

Pin 6. THRESHOLD: la tensione del pin di soglia determina quando ripristinare il flip-flop nel timer. Il pin di soglia viene prelevato dall'ingresso positivo del comparatore1.

Qui la differenza di tensione tra il pin THRESOLD e il pin CONTROL determina l'uscita del comparatore 2 e quindi la logica di reset. Se la differenza di tensione è positiva, il flip-flop viene resettato e l'uscita diventa bassa. Se la differenza è negativa, la logica al pin SET determina l'uscita.

Se il pin di controllo è aperto. Quindi una tensione uguale o superiore a VCC * (2/3) (cioè 6 V per un'alimentazione a 9 V) ripristinerà il flip-flop. Quindi l'uscita diventa bassa.

Quindi possiamo concludere che la tensione del pin THRESHOLD determina quando l'uscita dovrebbe diminuire, quando il pin di controllo è aperto.

Pin 7. SCARICA: Questo pin è ricavato dal collettore aperto del transistor. Poiché il transistor (su cui è stato preso il pin di scarica, Q1) ha la sua base collegata a Qbar. Ogni volta che l'uscita si abbassa o il flip-flop viene ripristinato, il perno di scarico viene tirato a terra. Poiché Qbar sarà alto quando Q è basso, quindi il transistor Q1 si accende quando la base del transistor riceve alimentazione.

Questo pin di solito scarica il condensatore in configurazione ASTABILE, quindi il nome SCARICA.