Jedna od glavnih namjena mikrokontrolera je upravljanje relativno jednostavnim uređajima i sustavima, što očito zahtijeva ispitivanje senzora i izdavanje upravljačkih signala aktuatorima. Često dostupni priključci mikrokontrolera za takve svrhe možda neće biti dovoljni. Jedan od načina povećanja broja povezanih vanjskih uređaja je SN74HC595N registar pomaka. Ovaj čip je kupljen na Ru.aliexpress.com za 0,6 USD po seriji od 10 komada.
Omogućuje korištenje tri porta mikrokontrolera za kontrolu 8 izlaza, što je važno, ovaj registar omogućuje kaskadno spajanje, čime se dobiva 16 ili više digitalnih izlaza kojima upravlja ista tri porta mikrokontrolera. Strukturno, ovo je čip u paketu DIP-16
Mikro krug ima 16 kontakata, koji imaju sljedeću namjenu: napajanje Vcc i GND +5V i zajedničku sabirnicu. DS - ulaz podataka, SHcp - ulaz za sinkronizaciju za upis stanja DS u memoriju registra, STcp - signal upravljanja, na čijoj niskoj razini podaci iz memorije registra ulaze u informacijske izlaze Q0-Q7, Q7' - izlaz za podatke. prijenos na sljedeći registar (potrebno kada više registara radi zajedno), - kontrola uključivanja/isključivanja izlaza Q0-Q7, - resetiranje registra.
Na primjer, možete uzeti kod od proizvođača hardverske platforme Arduino, koji ilustrira rad ovog registra. Ovaj program sekvencijalno šalje binarni broj od 00000000 do 11111111 na izlaze Q0-Q7. U primjeru je spojeno samo pet LED dioda, ali općenito je jasno da je ovaj program samo brojač od 0 do 255.
Video
Kao rezultat toga, imamo jednostavan i jeftin način povećanja broja , ali to moramo platiti njihovom manjom brzinom. Međutim, za uređaje za izlaz informacija, kao što su sedmosegmentni indikatori i linearne LED ljestvice, to nije previše kritično, budući da će brzina izlaza informacija i dalje biti veća od brzine percepcije ljudskim osjetilima ...
Dobar dan dragi radio amateri!
Želim vam dobrodošlicu na stranicu ""
Mikrosklopovi
Čip (IC - integrirani krug, IC - Integrirani krug, čip ili mikročip od engleskog Chip, Microchip) je cijeli uređaj koji sadrži tranzistore, diode, otpornike i druge aktivne i pasivne elemente, čiji ukupni broj može doseći nekoliko desetaka, stotina, tisuća, desetaka tisuća ili više. Postoji mnogo vrsta mikro krugova. Najkorišteniji među njima su mozgalica, operacijska pojačala, specijalizirana.
Većina mikrosklopova smještena je u pravokutno plastično kućište s fleksibilnim pločastim izvodima (vidi sliku 1) koji se nalaze duž obje strane pakiranja. Na vrhu kućišta nalazi se uvjetni ključ - okrugli ili drugi oblik naljepnice, s kojeg su igle numerirane. Ako pogledate mikrokrug odozgo, zaključke morate brojati u smjeru suprotnom od kazaljke na satu, a ako odozdo, onda u smjeru kazaljke na satu. Čipovi mogu imati proizvoljan broj pinova.
U domaćoj elektronici (ali iu stranoj), mikro krugovi su posebno popularni mozgalica, izgrađen na bazi bipolarnih tranzistora i otpornika. Također se nazivaju TTL čipovi (TTL - Transistor-Transistor Logic). Naziv tranzistor-tranzistor dolazi iz činjenice da se tranzistori koriste i za obavljanje logičkih funkcija i za pojačavanje izlaznog signala. Njihov cijeli princip rada izgrađen je na dvije uvjetne razine: niske ili visoke, ili, ekvivalentno, stanje logičke 0 ili logičke 1. Dakle, za mikro krugove serije K155, naponi od 0 do 0,4 uzimaju se kao niska razina koja odgovara logičkom 0. V, odnosno ne više od 0,4 V, a za visoko, što odgovara logičkoj 1, - ne manje od 2,4 V i ne više od napona napajanja - 5 V, a za mikro krugove serije K176 dizajnirane za napajanje iz izvora , napon od 9 B, odnosno 0,02. ..0,05 i 8,6. ..8,8 V.
Označavanje stranih TTL mikro krugova počinje brojevima 74, na primjer 7400. Konvencionalne grafičke oznake glavnih elemenata logičkih mikrosklopova prikazane su na sl. 2. Postoje i tablice istine koje daju ideju o logici ovih elemenata.
Simbol logičkog elementa I je znak “&”(veznik “and” na engleskom) koji stoji unutar pravokutnika (vidi sl. 2). Lijevo - dva (ili više) ulaznih pinova, desno - jedan izlazni pin. Logika ovog elementa je sljedeća: napon visoke razine pojavit će se na izlazu samo kada su signali iste razine na svim njegovim ulazima. Isti se zaključak može izvući promatranjem tablice istinitosti koja karakterizira električno stanje elementa AND i logičku vezu između njegovih izlaznih i ulaznih signala. Tako, na primjer, da bi izlaz (Out.) elementa imao napon visoke razine, koji odgovara jednom (1) stanju elementa, oba ulaza (In. 1 i In. 2) moraju imaju napone iste razine. U svim ostalim slučajevima, element će biti u stanju nule (0), odnosno na njegovom izlazu će djelovati napon niske razine.
Uvjetni Booleov simbol ILI- broj 1
u pravokutniku. On, kao i element AND, može imati dva ili više ulaza. Izlazni signal koji odgovara visokoj razini (logička 1) pojavljuje se kada se signal iste razine primijeni na ulaz 1 ili ulaz 2, ili istovremeno na sve ulaze. Provjerite ove logičke odnose izlaznih i ulaznih signala ovog elementa u odnosu na njegovu tablicu istinitosti.
Simbol uvjetnog elementa NE- također broj 1
unutar pravokutnika. Ali ima jedan ulaz i jedan izlaz. Mali krug, koji započinje liniju izlaznog signala, simbolizira logičku negaciju "NE" na izlazu elementa. U jeziku digitalne tehnologije, "NE" znači da element NIJE pretvarač, odnosno elektronička "cigla", čiji je izlazni signal suprotne razine od ulaznog. Drugim riječima: sve dok postoji signal niske razine na njegovom ulazu, izlaz će biti signal visoke razine, i obrnuto. Na to ukazuju i logičke razine u tablici istinitosti rada ovog elementa.
Logički element I-NE je kombinacija elemenata I I NE, pa se na njegovoj uvjetnoj grafičkoj oznaci nalazi znak „ &
” i mali krug na liniji izlaznog signala, simbolizirajući logičku negaciju. Postoji samo jedan izlaz, ali dva ili više ulaza. Logika elementa je sljedeća: signal visoke razine pojavljuje se na izlazu samo kada na svim ulazima postoje signali niske razine. Ako barem jedan od ulaza ima signal niske razine, izlaz I-NE elementa će imati signal visoke razine, odnosno bit će u jednom stanju, a ako postoji signal visoke razine na svim ulazima bit će u nultom stanju. I-NE element može obavljati funkciju NE elementa, odnosno postati pretvarač. Da biste to učinili, trebate samo spojiti sve njegove ulaze. Zatim, kada se na takav kombinirani ulaz primijeni signal niske razine, izlaz elementa bit će signal visoke razine, i obrnuto. Ovo svojstvo elementa I-NE vrlo se široko koristi u digitalnoj tehnologiji.
Označavanje simbola logičkih elemenata (znakovi "&" ili "1") koristi se samo u domaćim strujnim krugovima.
TTL mikrosklopovi omogućuju konstrukciju širokog spektra digitalnih uređaja koji rade na frekvencijama do 80 MHz, ali njihov značajan nedostatak je velika potrošnja energije.
U nekim slučajevima, kada visoke performanse nisu potrebne, ali potrebna minimalna potrošnja energije, koriste se CMOS čipovi koji koriste tranzistore s efektom polja umjesto bipolarnih. Smanjenje CMOS (CMOS komplementarni metal-oksidni poluvodič) označava komplementarni poluvodič metalnog oksida. Glavna značajka CMOS mikro krugova je zanemariva potrošnja struje u statičkom načinu rada - 0,1 ... 100 μA. Pri radu na maksimalnoj radnoj frekvenciji potrošnja energije raste i približava se potrošnji energije najmanje moćnih TTL čipova. CMOS mikro krugovi uključuju tako poznate serije kao što su K176, K561, KR1561 i 564.
U klasi analogni čipovi izolirani mikrosklopovi sa linearne karakteristike - linearni mikrosklopovi, koji uključuju OU – Operacijska pojačala. Ime " operacijsko pojačalo” zbog činjenice da su prije svega ovakva pojačala korištena za obavljanje operacija zbrajanja signala, njihovog diferenciranja, integracije, inverzije itd. Analogni mikro krugovi proizvode se, u pravilu, funkcionalno nedovršeni, što otvara širok prostor za radioamatersku kreativnost.
Operacijska pojačala imaju dva ulaza - invertirajući i neinvertirajući. Na dijagramu su označeni minusom, odnosno plusom (vidi sliku 3). Primjenom plus signala na ulaz, izlaz je konstantan, ali pojačan signal. Primjenom na minus ulaz na izlazu je invertiran, ali i pojačan signal.
U proizvodnji radio elektroničkih proizvoda korištenje višenamjenskih specijaliziranih mikrosklopova koji zahtijevaju minimalan broj vanjskih komponenti može značajno smanjiti vrijeme razvoja konačnog uređaja i troškove proizvodnje. Ova kategorija čipova uključuje čipove koji su dizajnirani za nešto specifično. Na primjer, postoje mikro krugovi za pojačala snage, stereo prijemnike i razne dekodere. Svi oni mogu imati potpuno drugačiji izgled. Ako jedan od tih mikro krugova ima metalni dio s rupom, to znači da se mora pričvrstiti na
radijator.
Suočavanje sa specijaliziranim mikro krugovima mnogo je ugodnije nego s masom tranzistora i otpornika. Ako je ranije bilo potrebno sastaviti radio prijemnik s puno dijelova, sada možete proći s jednim mikro krugom.
Dugo sam razmišljao kako jednostavnim ljudskim riječima objasniti što je tranzistor. Čak i ako o tranzistoru govorim vrlo, vrlo površno, morat ću napisati barem pet listova s nejasnim terminima.
Tada mi je sinulo: na kraju krajeva, glavni cilj moje recenzije nije bio dati akademsko znanje (molim vas, idite na sveučilište ili barem na Wikipediju za njih), već naučiti početnika radio amatera da barem razlikuje tranzistor od kondenzator i otpornik kako bi uspješno sastavili svoje prve dizajne (na primjer, setovi Master Kit).
Stoga je najbolje reći sljedeće: tranzistori su radiokomponente s tri priključka namijenjene pojačavanju i pretvaranju signala. Ovako izgledaju u stvarnom životu:
Dakle, tranzistor je označen na dijagramu:
Tranzistor, kao što smo već shvatili, ima tri terminala: baza (B), kolektor (C), emiter (E).
Ulazni signal se obično primjenjuje na bazu, pojačani signal uklanja se iz kolektora, a emiter je zajednička žica kruga. Naravno, ovo je vrlo primitivan opis principa tranzistora i općenito ima puno nijansi, ali već smo se dogovorili da vas neću mučiti čitanjem djela na više stranica.
Na samoj radio komponenti zaključci nisu označeni ni na koji način. Također ne postoji standard za položaj pribadača. Dakle, kako odrediti koji je izlaz koji?
Morat ćete koristiti referentne informacije: za svaki tranzistor postoji takozvana podatkovna tablica ili, drugim riječima, putovnica za radio komponente. Podatkovna tablica sadrži sve informacije o tranzistoru: maksimalnu dopuštenu struju i napon, pojačanje, pinout i još mnogo, mnogo više. Tehničke tablice najlakše je potražiti na Internetu, a glavne parametre tranzistora možete pronaći u radioamaterskoj literaturi.
Zamjenjivost tranzistora
Budući da tranzistor ima mnogo složeniju strukturu i značajnije parametre od otpornika, kondenzatora ili diode, nije lako pronaći valjanu zamjenu za komponentu koja nedostaje. Minimalno, tranzistor koji treba zamijeniti mora imati istu vrstu paketa i pinout (pinout). Novi tranzistor mora imati istu strukturu: NPN ili PNP. Osim toga, potrebno je uzeti u obzir električne parametre: dopuštene struje, napone, u nekim slučajevima, graničnu frekvenciju itd.
Ponekad dizajner sklopa obavi posao umjesto vas, predlažući moguće analoge tranzistora. Na internetu iu radioamaterskoj literaturi postoje i referentne tablice s informacijama o mogućim analozima tranzistora.
Također se ponekad umjesto originalnih (privremeno rasprodanih) tranzistora ulažu u Master Kitove njihove analoge, a takva zamjena ne narušava kvalitetu gotovog dizajna.
Ugradnja tranzistora na tiskanu pločicu
Općenito, za uspješnu montažu Master Kit-a nije potrebno znati gdje je izlaz tranzistora. Dovoljno je spojiti "ključeve" na tranzistoru i na tiskanoj pločici - i izlazi tranzistora će se "automatski" namjestiti kako se očekuje.
Pogledaj sliku. Tranzistor ima "ključ" - gledajući ga odozgo, jasno je vidljivo da je kućište polukružno. Isti "ključ" dostupan je na tiskanoj pločici. Za ispravnu ugradnju tranzistora dovoljno je kombinirati "ključeve" na tranzistoru i na tiskanoj pločici:
Mikrokrug je gotovo gotov uređaj ili, slikovito rečeno, elektronički poluproizvod.
Mikrokrug sadrži elektronički sklop koji obavlja određenu funkciju: može biti logički uređaj, pretvarač razine, stabilizator, pojačalo. Mikročip veličine nokta može sadržavati desetke (a ponekad i stotine, milijune i milijarde) otpornika, dioda, tranzistora i kondenzatora.
Mikro krugovi su dostupni u različitim paketima i imaju različit broj pinova. Evo nekoliko primjera čipova s kojima može raditi početni radioamater:
Oznaka strujnog kruga
Igle su numerirane u smjeru suprotnom od kazaljke na satu počevši od gornjeg lijevog kuta. Prvi zaključak se određuje pomoću "ključa" - zareza na rubu kućišta ili točke u obliku udubljenja.
Zamjenjivost čipova
Mikrosklop je vrlo specifičan gotov elektronički sklop koji sadrži ogroman broj elemenata, au općem slučaju svaki je mikrosklop jedinstven.
Ali ipak u nekim slučajevima možete pronaći zamjenu. Različiti proizvođači mogu proizvoditi iste čipove. Jedini problem je što nema unifikacije u imenu (ponekad, ali ne nužno, brojevi imena se mogu podudarati). Na primjer, MA709CH, MC1709G, LM 1709L SN72710L, K153UD1A / B isti su čip različitih proizvođača.
U nekim slučajevima, glavni kompleti mogu uključivati i analogne mikro krugove. To je normalno i ne umanjuje performanse gotovog kruga.
Mikrosklopovi - Stabilizatori napona
Čipovi stabilizatora napona imaju tri pina, tako da se lako mogu zamijeniti s tranzistorom. Ali paket ove male komponente može sadržavati desetke tranzistora, otpornika i dioda. Na primjer, slika ispod prikazuje 78L05 čip. Na njegov ulaz možete primijeniti napon od 5 do 30 V, dok će izlaz mikrosklopa imati konstantan napon od 5 V, dok je nosivost mikrosklopa 100 mA. Sličan stabilizator dostupan je i u snažnijoj verziji - nosivosti do 1A, zove se 7805 i ima veće kućište.
Ugradnja čipa na tiskanu ploču
Na mikro krugu i na tiskanoj ploči postoje "ključevi", a prilikom ugradnje mikro kruga na ploču potrebno ih je kombinirati, kao što je prikazano na slici ispod:
Čipovi 555 često se koriste u radioamaterskoj praksi - praktični su, višenamjenski i vrlo jednostavni za korištenje. Na takvim mikro krugovima može se implementirati bilo koji dizajn - i najjednostavniji Schmitt okidači s nekoliko dodatnih elemenata i višestupanjske kombinirane brave.
NE555 je razvijen dosta dugo, čak iu sovjetskim časopisima Radio, Modeler-Constructor, mnogi domaći proizvodi mogli su se naći na analozima ovog mikro kruga. Danas se ovaj mikro krug aktivno koristi u dizajnu s LED diodama.
Opis mikro kruga
Ovo je razvoj američke tvrtke Signetics. Upravo su njezini stručnjaci uspjeli u praksi primijeniti rad Kamenzinda Hansa. Ovo je, moglo bi se reći, otac integriranog kruga - u teškim uvjetima velike konkurencije inženjeri su uspjeli napraviti proizvod koji je ušao na svjetsko tržište i stekao široku popularnost.
Tih godina mikrokrug serije 555 nije imao analogije u svijetu - vrlo velika gustoća montažnih elemenata u uređaju i izuzetno niska cijena. Upravo zahvaljujući tim parametrima stekla je veliku popularnost među dizajnerima.
Domaći analozi
Nakon toga počelo je masovno kopiranje ovog radio elementa - sovjetski analog mikro kruga nazvan je KR1006VI1. Usput, to je u svakom pogledu jedinstven razvoj, iako ima mnogo analoga. Samo za kućne mikro krugove, ulaz za zaustavljanje ima prioritet nad ulazom za pokretanje. Nijedan od stranih dizajna nema takvu značajku. Ali ova se značajka mora uzeti u obzir pri projektiranju sklopova u kojima se oba ulaza aktivno koriste.
Gdje se primjenjuje?
Ali treba napomenuti da prioriteti ulaza ne utječu uvelike na performanse mikro kruga. Ovo je samo manja nijansa koju je potrebno uzeti u obzir u rijetkim slučajevima. Kako bi se smanjila potrošnja energije sredinom 70-ih, pokrenuta je proizvodnja CMOS elemenata. U SSSR-u su se mikrosklopovi na terenskim radnicima zvali KR1441VI1.
Generatori na čipu 555 vrlo se često koriste u dizajnu radioamatera. Lako je implementirati vremenski relej na ovaj mikro krug, a kašnjenje se može postaviti od nekoliko milisekundi do sati. Postoje složeniji elementi koji se temelje na krugu 555 - oni sadrže uređaje za sprječavanje klepetanja kontakata, PWM kontrolere i oporavak signala digitalnog tipa.
Prednosti i nedostaci mikro kruga
Unutar mjerača vremena nalazi se ugrađeni razdjelnik napona - on vam omogućuje postavljanje strogo fiksnog donjeg i gornjeg praga na kojem se pokreću komparatori. Odavde možemo zaključiti da je glavni nedostatak to što je granične vrijednosti nemoguće kontrolirati, a ni razdjelnik se ne može isključiti iz dizajna, područje praktične primjene Mikrokrug 555 je značajno sužen.Moguće je izgraditi multivibratorske i jednovibratorske krugove, ali složeniji dizajni neće raditi.
Kako se riješiti nedostataka?
Ali možete se riješiti takvog problema, dovoljno je instalirati polarni kondenzator ne veći od 0,1 uF između kontrolnog terminala i minusa napajanja.
A kako bi se značajno povećala otpornost na buku, u krug napajanja ugrađen je nepolarni kondenzator kapaciteta 1 μF. U praktičnoj primjeni 555 mikro krugova važno je razmotriti utječu li pasivni elementi - otpornici i kondenzatori na njihov rad. Ali treba napomenuti jednu značajku - kada koristite tajmere na CMOS elementima, svi ti nedostaci jednostavno nestaju, nema potrebe za upotrebom dodatnih kondenzatora.
Glavni parametri mikro krugova
Ako odlučite napraviti mjerač vremena na 555 čipu, tada morate znati njegove glavne značajke. Ukupno, uređaj ima pet čvorova, oni se mogu vidjeti na dijagramu. Na ulazu se nalazi otpornički razdjelnik napona. Uz njegovu pomoć, formiraju se dva referentna napona potrebna za rad komparatora. Izlazi komparatora spojeni su na RS flip-flop i vanjski reset pin. I tek nakon toga na uređaj za pojačavanje, gdje se povećava vrijednost signala.
Snaga čipa
Na kraju se nalazi tranzistor, u kojem je kolektor otvoren - obavlja niz funkcija, sve ovisi o tome s kojim specifičnim zadatkom se suočava. Preporuča se da se integrirani krugovi NE, SA, NA napajaju naponom napajanja u rasponu od 4,5-16 V. Samo za korištenje 555 mikro krugova s kraticom SE dopušteno je povećanje na 18 V.
Maksimalna potrošnja struje pri naponu od 4,5 V može doseći 10-15 mA, minimalna vrijednost je 2-5 mA. Postoje CMOS mikro krugovi, u kojima potrošnja struje ne prelazi 1 mA. Za domaće IC-ove tipa KR1006VI1, potrošnja struje ne prelazi 100 mA. Detaljan opis čipa 555 i njegovih domaćih analoga možete pronaći u podatkovnim tablicama.
Rad čipa
Radni uvjeti izravno ovise o tome koja tvrtka proizvodi čip. Kao primjer mogu se navesti dva analoga - NE555 i SE555. Za prvi, temperaturni raspon u kojem će normalno raditi je u rasponu od 0-70 stupnjeva. U drugom je mnogo širi - od -55 do +125 stupnjeva. Stoga takve parametre uvijek treba uzeti u obzir pri projektiranju uređaja. Preporučljivo je upoznati se sa svim tipičnim vrijednostima napona i struja na pinovima Reset, TRIG, THRES, CONT. Da biste to učinili, možete koristiti podatkovnu tablicu za određeni model - u njoj ćete pronaći sveobuhvatne informacije.
Praktična primjena sheme također ovisi o tome. Radio amateri često koriste čip 555 - u sustavima upravljanja postoje čak i glavni oscilatori za radio odašiljače na ovom elementu. Njegova prednost u odnosu na bilo koju verziju tranzistora ili cijevi je njegova nevjerojatno visoka stabilnost frekvencije. I nema potrebe odabrati elemente visoke stabilnosti, instalirati dodatne uređaje za izjednačavanje napona. Dovoljno je instalirati jednostavan mikro krug i pojačati signal koji će se generirati na izlazu.
Namjena IC pinova
Postoji samo osam pinova na mikro krugovima serije 555, vrsta paketa je PDIP8, SOIC, TSSOP. Ali u svim je slučajevima svrha zaključaka ista. UGO element je pravokutnik s oznakom "G1" u slučaju generatora jednog impulsa i "GN" za multivibrator. Dodjela pina:
- GND - zajednički, po redu je prvi (ako računate od oznake ključa). Ovaj pin je negativan od napajanja.
- TRIG - ulaz okidača. Na ovaj pin se primjenjuje impuls niske razine i on ide na drugi komparator. Kao rezultat toga, IC se pokreće i na izlazu se pojavljuje signal visoke razine. Štoviše, trajanje signala ovisi o vrijednostima C i R.
- OUT - izlaz gdje se pojavljuje signal visoke i niske razine. Prebacivanje između njih ne traje više od 0,1 µs.
- RESETIRATI - resetirati. Ovaj ulaz ima najveći prioritet, on kontrolira tajmer i ne ovisi o tome postoji li napon na preostalim nogama mikro kruga. Da biste omogućili pokretanje, potreban vam je napon veći od 0,7 V. U slučaju da je puls manji od 0,7 V, tada je rad mikro kruga 555 zabranjen.
- CTRL je upravljački ulaz koji je spojen na razdjelnik napona. A ako nema vanjskih čimbenika koji mogu utjecati na rad, na ovom izlazu izlazi napon od 2/3 napona napajanja. Kada se upravljački signal primijeni na ovaj ulaz, na izlazu se generira modulirani impuls. U slučaju jednostavnih sklopova, ovaj izlaz je spojen na kondenzator.
- THR - zaustaviti se. Ovo je ulaz 1. komparatora, u slučaju da se na njemu pojavi napon od 2/3 od napona napajanja, okidač se zaustavlja i mjerač vremena se postavlja na nižu razinu. Ali preduvjet je da na TRIG nozi ne smije postojati signal okidača (budući da ima prioritet).
- DIS - pražnjenje. Spaja se izravno na tranzistor koji se nalazi unutar čipa 555. Ima zajednički kolektor. Kondenzator je ugrađen u krug emiter-kolektor, koji je neophodan za podešavanje vremena.
- VCC - priključak na plus napajanja.
Način rada s jednim vibratorom
Ukupno postoje tri načina rada NE555 čipa, jedan od njih je jedan vibrator. Da bi se izvršilo formiranje impulsa, potrebno je koristiti kondenzator polarnog tipa i otpornik.
Shema funkcionira ovako:
- Napon se primjenjuje na ulaz mjerača vremena - impuls niske razine.
- Način rada mikro kruga je prebačen.
- Signal visoke razine pojavljuje se na pinu 3.
Nakon tog vremena, izlaz će generirati signal niske razine. U multivibratorskom načinu rada spojeni su pinovi "4" i "8". Pri razvoju sklopova koji se temelje na jednom vibratoru moraju se uzeti u obzir sljedeće nijanse:
- Napon napajanja ne može utjecati na vrijeme impulsa. Kako se napon povećava, brzina punjenja kondenzatora, koja postavlja vrijeme, je veća. Posljedično se povećava amplituda signala na izlazu.
- Ako se dodatni impuls primijeni na ulaz (već nakon glavnog), tada to neće utjecati na rad timera do kraja vremena t.
Da biste utjecali na rad generatora, možete koristiti jednu od sljedećih metoda:
- Primijenite signal niske razine na pin RESET. Ovo će vratiti mjerač vremena u zadano stanje.
- Ako je ulaz "2" signal niske razine, tada će izlaz uvijek biti visoki puls.
Uz pomoć pojedinačnih impulsa dovedenih na ulaz, te mijenjanjem parametara vremenskih komponenti, moguće je na izlazu dobiti pravokutni signal željenog trajanja.
Multivibratorski sklop
Svaki početnik radio amater može napraviti detektor metala na čipu 555, ali za to morate proučiti značajke ovog uređaja. Multivibrator je poseban generator koji generira pravokutne impulse u pravilnim intervalima. Štoviše, amplituda, trajanje i frekvencija su strogo postavljeni - vrijednosti ovise o zadatku s kojim se uređaj suočava.
Otpornici i kondenzatori se koriste za formiranje ponavljajućih signala. Trajanje signala t1, pauza t2, frekvencija f i period T mogu se pronaći pomoću sljedećih formula:
- tl=ln2*(Rl+R2)*C=0,693*(Rl+R2)*C;
- t2=0,693*C*(R1+2*R2);
- T=0,693*C*(R1+2*R2);
- f=1/(0,693*C*(R1+2*R2)).
Na temelju ovih izraza može se vidjeti da pauza u trajanju ne bi trebala biti duža od vremena signala. Drugim riječima, radni ciklus nikada neće biti veći od 2. O tome izravno ovisi praktična primjena mikro kruga 555. Sheme različitih uređaja i dizajna izgrađene su prema podatkovnim tablicama - uputama. Daju sve moguće preporuke za montažu uređaja. Radni ciklus se može pronaći formulom S=T/t1. Da biste povećali ovu brojku, trebate dodati poluvodičku diodu u krug. Katoda mu je spojena na šestu nogu, a anoda na sedmu.
Ako pogledate podatkovnu tablicu, to označava recipročnu vrijednost radnog ciklusa - može se izračunati pomoću formule D \u003d 1 / S. Mjeri se u postocima. Rad multivibratorskog kruga može se opisati na sljedeći način:
- Kada se priključi napajanje, kondenzator se potpuno isprazni.
- Mjerač vremena postavljen je na stanje visoke razine.
- Kondenzator akumulira naboj i napon na njemu doseže maksimum - 2/3 napona napajanja.
- Čip se prebacuje i na izlazu se pojavljuje signal niske razine.
- Kondenzator se tijekom t1 prazni do razine od 1/3 napona napajanja.
- 555 se ponovno uključuje i izlaz ponovno postaje visok.
Ovakav način rada naziva se samooscilirajući. Vrijednost signala se stalno mijenja na izlazu, 555 timer čip je u različitim načinima rada u pravilnim intervalima.
Precizni Schmitt okidač
Tajmeri poput NE555 i sličnih imaju ugrađen komparator s dva praga - donjim i gornjim. Osim toga, ima poseban RS-okidač. To je ono što omogućuje implementaciju dizajna preciznog Schmitt okidača. Ulazni napon se komparatorom dijeli na tri jednaka dijela. I čim se dosegne razina vrijednosti praga, način rada mikro kruga se prebacuje. U ovom slučaju, histereza se povećava, njegova vrijednost doseže 1/3 napona napajanja. Precizni okidač koristi se u dizajnu sustava s automatskim upravljanjem.
Brojač vremena NE555 je možda najpopularniji integrirani sklop svog vremena. Unatoč činjenici da je razvijen prije više od 40 godina (1972.), još uvijek ga proizvode mnogi proizvođači. U ovom članku pokušat ćemo detaljno pokriti opis i primjenu mjerača vremena NE555.
Pametnim spajanjem komparatora, resetabilnog flip-flopa i invertirajućeg pojačala u jednom monolitnom integriranom krugu, uz nekoliko drugih elemenata, nastali su gotovo besmrtni sklopovi uređaja koje danas koriste mnogi radioamateri.
555 Tajmer je razvila američka tvrtka Signetics 1972. godine i registrirala ga na svjetskom tržištu. Dvije godine kasnije, ista tvrtka razvila je čip s oznakom 556, koji je kombinirao dva odvojena NE555 mjerača vremena sa samo zajedničkim strujnim vodovima. Još kasnije, 557, 558 i 559 čipovi su razvijeni korištenjem do četiri NE555 timera u jednom paketu. Ali kasnije su prekinuti i gotovo zaboravljeni.
Integrirani sklop NE555 dizajniran je kao mjerač vremena i sadrži kombinaciju analognih i digitalnih elemenata u jednom čipu. Dostupan u različitim izvedbama, u rasponu od klasičnog standardnog DIP paketa i SOIC za SMD montažu do minijaturne SSOP ili SOT23-5 verzije. (Cijene za NE555 timer)
Mjerač vremena NE555, osim u standardnoj verziji, proizvodi se iu CMOS verziji male snage. Napajanje NE555 je od 4,5 do 15 volti (maksimalno 18 volti), dok CMOS verzija koristi 3 volta. Maksimalni izlaz opterećenja za NE555 je 200 mA, verzija s mjeračem vremena male snage je samo 20 mA pri 9 volti.
Stabilnost standardne verzije 555 uvelike ovisi o kvaliteti napajanja. To ne utječe toliko na jednostavne krugove koji koriste mjerač vremena, međutim, u složenijim je izvedbama poželjno ugraditi kondenzator međuspremnika u strujni krug s kapacitetom od 100 mikrofarada.
Ključne značajke NE555 Integralnog mjerača vremena
- Maksimalna frekvencija je veća od 500 kHz.
- Trajanje jednog impulsa je od 1 ms do sat vremena.
- Može raditi kao monostabilni multivibrator.
- Visoka izlazna struja (do 200 mA)
- Podesivi radni ciklus impulsa (omjer perioda impulsa i njegovog trajanja).
- Kompatibilan s TTL razinama.
- Temperaturna stabilnost 0,005% po 1 stupnju Celzijusa.
Čip NE555 sadrži nešto više od 20 tranzistora i 10 otpornika. Sljedeća slika je blok dijagram mjerača vremena tvrtke Philips Semiconductors.
Sljedeća tablica navodi glavne značajke NE555
NE555 Dodjela pinova mjerača vremena
#2 - Pokretanje (okidač)
Okidač se prebacuje ako napon na ovom pinu padne ispod 1/3 napona napajanja. Ovaj izlaz ima visoku ulaznu impedanciju, više od 2 mΩ. U nestabilnom načinu rada koristi se za kontrolu napona na vremenskom kondenzatoru, u bistabilnom načinu rada na njega je spojen preklopni element, na primjer, gumb.
#4 - Resetiraj
Ako je napon na ovom pinu ispod 0,7 volti, tada se interni komparator resetira. U slučaju neuporabe, ovaj izlaz mjerača vremena NE555 mora se napajati naponom napajanja. Izlazni otpor je oko 10 kΩ.
#5 - Kontrola
Može se koristiti za podešavanje širine izlaznog impulsa primjenom 2/3 napona napajanja. Ako se ovaj izlaz ne koristi, tada je poželjno spojiti ga na minus izvora napajanja preko kondenzatora od 0,01 mikrofarada.
Br. 6 - Stop (komparator)
Zaustavlja mjerač vremena ako je napon na ovom pinu veći od 2/3 napona napajanja. Izlaz ima visoku ulaznu impedanciju, više od 10 mΩ. Obično se koristi za mjerenje napona na vremenskom kondenzatoru.
Br. 7 - Otpuštanje
Izlaz kroz unutarnji tranzistor spojen je na masu kada je unutarnji okidač aktivan. Izlaz (otvoreni kolektor) se uglavnom koristi za pražnjenje vremenskog kondenzatora.
#3 - Izlaz
Čip NE555 ima samo jedan izlaz sa strujom do 200 mA. Ovo je puno više od konvencionalnih integriranih sklopova. Izlaz može pokretati, na primjer, LED diode (s otpornikom za ograničavanje struje), male žarulje, piezoelektrični pretvarač, zvučnik (s kondenzatorom), elektromagnetski relej (sa zaštitnom diodom) ili čak nisku snagu DC motori. Ako je potrebna veća izlazna struja, može se spojiti odgovarajući tranzistor kao pojačalo.
Timer NE555 - dijagram ožičenja
Sposobnost izlaza 3 mjerača vremena NE555 da stvori i visoku i nisku razinu napona (gotovo 0 volti) omogućuje vam kontrolu opterećenja spojenog i na minus napajanje i na plus. Na primjer, povezivanje LED dioda. Ovo, naravno, nije obvezan uvjet, a opterećenje (LED) može se spojiti na minus ili plus struju.
Ako mjerač vremena NE555 radi u nestabilnom stanju (generatorski način rada), tada se na njegov izlaz može spojiti zvučnik. Spaja se nakon kondenzatora za odvajanje (na primjer, 100 mikrofarada) i mora imati otpor od najmanje 64 ohma zbog ograničene maksimalne struje opterećenja izlaza mjerača vremena. Kondenzator je dizajniran za odvajanje istosmjerne komponente signala i provodi samo audio signal.
Zvučnik s otporom zavojnice manjim od 64 ohma može se spojiti ili preko kondenzatora manjeg kapaciteta (reaktancije), koji je dodatni otpor, ili preko pojačala. Pojačalo se može koristiti i za spajanje snažnijeg zvučnika.
Kao i svi integrirani krugovi, izlaz NE555 mjerača vremena koji kontrolira induktivno opterećenje (relej) mora biti zaštićen od prenapona stvorenih u trenutku isključivanja. Dioda (npr. 1N4148) uvijek je spojena paralelno sa svitkom releja u obrnutom smjeru.
Međutim, NE555 zahtijeva drugu diodu u seriji sa zavojnicom releja. Ograničava niski napon koji je na izlazu 3 mjerača vremena i sprječava da se relej napaja malom strujom.
Takva dioda može biti, na primjer, 1N4001 (1N4148 dioda nije prikladna) ili LED.
(preuzeto: 3 774)