Salah satu tujuan utama mikrokontroler adalah untuk mengontrol perangkat dan sistem yang relatif sederhana, yang tentunya memerlukan sensor polling dan mengeluarkan sinyal kontrol ke aktuator. Seringkali, port mikrokontroler yang tersedia mungkin tidak cukup untuk tujuan tersebut. Salah satu cara untuk meningkatkan jumlah perangkat eksternal yang terhubung adalah shift register SN74HC595N. Sirkuit mikro ini dibeli di Ru.aliexpress.com seharga $0,6 per batch 10 buah.
Ini memungkinkan Anda untuk mengontrol 8 output menggunakan tiga port mikrokontroler, yang penting; register ini memungkinkan koneksi kaskade, sehingga memperoleh 16 atau lebih output digital yang dikendalikan oleh tiga port mikrokontroler yang sama. Secara struktural, ini adalah sirkuit mikro dalam paket DIP-16
Sirkuit mikro memiliki 16 kontak, yang masing-masing memiliki tujuan sebagai berikut: catu daya Vcc dan GND +5V dan bus umum. DS - input untuk data, SHcp - input sinkronisasi untuk merekam status DS ke dalam memori register, STcp - sinyal kontrol, pada level rendah, data dari memori register masuk ke output informasi Q0-Q7, Q7' - output untuk transfer data ke register berikutnya (diperlukan ketika beberapa register bekerja sama), - kontrol menghidupkan/mematikan output Q0-Q7, - mengatur ulang register.
Sebagai contoh, Anda dapat mengambil kode dari produsen platform perangkat keras Arduino, yang menggambarkan pengoperasian register ini. Program ini secara berurutan mengeluarkan bilangan biner dari 00000000 hingga 11111111 hingga keluaran Q0-Q7. Pada contoh, hanya lima LED yang dihubungkan, tetapi secara umum jelas bahwa program ini hanyalah penghitung dari 0 hingga 255.
Video
Hasilnya, kami memiliki cara yang sederhana dan murah untuk meningkatkan jumlahnya, namun kami harus membayarnya dengan kinerja yang lebih rendah. Namun, untuk perangkat keluaran informasi, seperti indikator tujuh segmen dan skala LED linier, hal ini tidak terlalu penting, karena kecepatan keluaran informasi masih akan lebih besar daripada kecepatan persepsinya oleh indera manusia...
Selamat siang, para amatir radio yang terkasih!
Selamat datang di situs web ““
sirkuit mikro
Kepingan (IC – Sirkuit Terpadu, IC – Sirkuit terpadu, chip atau microchip dari bahasa Inggris Chip, Microchip) adalah suatu perangkat utuh yang berisi transistor, dioda, resistor, dan elemen aktif dan pasif lainnya, yang jumlahnya dapat mencapai beberapa puluh, ratusan, ribuan, puluhan ribu atau lebih. Ada cukup banyak jenis sirkuit mikro. Yang paling banyak digunakan di antara mereka adalah asah otak, penguat operasional, terspesialisasi.
Sebagian besar chip ditempatkan dalam wadah plastik persegi panjang dengan ujung pelat fleksibel (lihat Gambar 1) yang terletak di sepanjang kedua sisi wadah. Di atas kasingnya terdapat kunci konvensional - tanda berbentuk bulat atau lainnya yang darinya pin diberi nomor. Jika Anda melihat sirkuit mikro dari atas, maka Anda perlu menghitung pin berlawanan arah jarum jam, dan jika dari bawah, maka searah jarum jam. Sirkuit mikro dapat memiliki sejumlah pin.
Dalam elektronik dalam negeri (dan juga di luar negeri), sirkuit mikro sangat populer asah otak, dibangun berdasarkan transistor dan resistor bipolar. Mereka juga dipanggil chip TTL (TTL – Logika Transistor-Transistor). Nama transistor-transistor berasal dari fakta bahwa transistor digunakan untuk menjalankan fungsi logis dan untuk memperkuat sinyal keluaran. Seluruh prinsip operasinya dibangun pada dua level bersyarat: rendah atau tinggi, atau, setara, keadaan logis 0 atau logis 1. Jadi, untuk sirkuit mikro seri K155, tegangan dari 0 hingga 0,4 diambil sebagai level rendah yang sesuai dengan logika 0 . V, yaitu, tidak lebih dari 0,4 V, dan untuk yang tinggi, sesuai dengan logika 1, tidak kurang dari 2,4 V dan tidak lebih dari tegangan catu daya - 5 V, dan untuk sirkuit mikro seri K176, dirancang untuk catu daya dari sebuah sumber, tegangannya 9 B, masing-masing 0,02. ..0.05 dan 8.6. ..8.8V.
Penandaan sirkuit mikro TTL asing dimulai dengan angka 74, misalnya 7400. Simbol grafis dari elemen utama chip logika ditunjukkan pada Gambar. 2. Tabel kebenaran juga diberikan di sana, memberikan gambaran tentang logika tindakan elemen-elemen ini.
Simbol gerbang AND adalah “&”(kata hubung “dan” dalam bahasa Inggris) berdiri di dalam persegi panjang (lihat Gambar 2). Di sebelah kiri ada dua (atau lebih) pin masukan, di sebelah kanan ada satu pin keluaran. Logika pengoperasian elemen ini adalah sebagai berikut: tegangan tingkat tinggi pada keluaran hanya akan muncul jika semua masukannya memiliki sinyal dengan tingkat yang sama. Kesimpulan yang sama dapat ditarik dengan melihat tabel kebenaran yang mengkarakterisasi keadaan listrik elemen AND dan hubungan logis antara sinyal keluaran dan masukannya. Jadi, misalnya, agar keluaran (Keluar.) suatu elemen memiliki tegangan tingkat tinggi, yang sesuai dengan satu (1) keadaan elemen, kedua masukan (In. 1 dan Masuk. 2) harus mempunyai tegangan pada level yang sama. Dalam semua kasus lainnya, elemen akan berada dalam keadaan nol (0), yaitu tegangan tingkat rendah akan beroperasi pada outputnya.
Simbol kondisional dari elemen logis ATAU- nomor 1
dalam persegi panjang. Seperti elemen AND, dapat mempunyai dua masukan atau lebih. Sinyal keluaran yang sesuai dengan tingkat tinggi (logis 1) muncul ketika sinyal dengan tingkat yang sama diterapkan ke masukan 1 atau masukan 2 atau secara bersamaan ke semua masukan. Periksa hubungan logis antara sinyal keluaran dan masukan elemen ini dengan tabel kebenarannya.
Simbol elemen BUKAN- juga nomor 1
di dalam persegi panjang. Tapi itu memiliki satu pintu masuk dan satu pintu keluar. Lingkaran kecil yang memulai jalur komunikasi sinyal keluaran melambangkan negasi logis “TIDAK” pada keluaran elemen. Dalam bahasa teknologi digital, “NOT” berarti elemen tersebut BUKAN inverter, yaitu “bata” elektronik yang level sinyal keluarannya berlawanan dengan sinyal masukan. Dengan kata lain: selama ada sinyal level rendah pada inputnya, maka akan ada sinyal level tinggi pada outputnya, dan sebaliknya. Hal ini juga dibuktikan dengan tingkat logika pada tabel kebenaran pengoperasian elemen ini.
Elemen logika DAN TIDAK adalah kombinasi elemen DAN Dan BUKAN, oleh karena itu, pada penunjukan grafis konvensionalnya terdapat tanda “ &
” dan lingkaran kecil pada garis sinyal keluaran, melambangkan negasi logis. Ada satu keluaran, tetapi dua masukan atau lebih. Logika pengoperasian elemen adalah sebagai berikut: sinyal tingkat tinggi pada keluaran hanya muncul bila ada sinyal tingkat rendah di semua masukan. Jika setidaknya salah satu input memiliki sinyal level rendah, output dari elemen AND-NOT akan memiliki sinyal level tinggi, yaitu dalam keadaan tunggal, dan jika ada sinyal level tinggi di semua input, itu akan berada dalam keadaan nol. Elemen AND-NOT dapat menjalankan fungsi elemen NOT yaitu menjadi inverter. Untuk melakukan ini, Anda hanya perlu menghubungkan semua inputnya menjadi satu. Kemudian, ketika sinyal tingkat rendah diterapkan pada masukan gabungan tersebut, keluaran dari elemen tersebut akan menjadi sinyal tingkat tinggi, dan sebaliknya. Properti elemen NAND ini sangat banyak digunakan dalam teknologi digital.
Penunjukan simbol elemen logis (tanda “&” atau “1”) hanya digunakan di sirkuit rumah tangga.
Sirkuit mikro TTL memungkinkan pembangunan berbagai perangkat digital yang beroperasi pada frekuensi hingga 80 MHz, namun kelemahan signifikannya adalah konsumsi daya yang tinggi.
Dalam beberapa kasus, ketika kinerja tinggi tidak diperlukan, namun konsumsi daya minimum diperlukan, chip CMOS digunakan, yang menggunakan transistor efek medan daripada transistor bipolar. Pengurangan CMOS (Semikonduktor Oksida Logam Pelengkap CMOS) singkatan dari Semikonduktor Oksida Logam Komplementer. Fitur utama sirkuit mikro CMOS adalah konsumsi arusnya yang dapat diabaikan dalam mode statis - 0,1...100 µA. Saat beroperasi pada frekuensi operasi maksimum, konsumsi daya meningkat dan mendekati konsumsi daya chip TTL yang paling lemah. Sirkuit mikro CMOS mencakup seri terkenal seperti K176, K561, KR1561 dan 564.
Di kelas sirkuit mikro analog mengalokasikan sirkuit mikro dengan karakteristik linier - sirkuit mikro linier, yang termasuk kamu – Penguat Operasional. Nama " penguat operasional” karena fakta bahwa, pertama-tama, penguat tersebut digunakan untuk melakukan operasi menjumlahkan sinyal, membedakannya, mengintegrasikan, membalikkan, dll. Biasanya, sirkuit mikro analog diproduksi secara fungsional belum selesai, yang membuka ruang lingkup luas bagi kreativitas radio amatir.
Penguat operasional memiliki dua masukan - pembalik dan non-pembalik. Dalam diagram, masing-masing ditunjukkan dengan minus dan plus (lihat Gambar 3). Dengan menerapkan sinyal ke masukan plus, keluarannya menghasilkan sinyal yang tidak berubah namun diperkuat. Dengan menerapkannya pada input minus, outputnya adalah sinyal terbalik, tetapi juga diperkuat.
Dalam produksi produk radio-elektronik Penggunaan chip khusus multifungsi yang memerlukan komponen eksternal dalam jumlah minimum dapat secara signifikan mengurangi waktu pengembangan perangkat akhir dan biaya produksi. Kategori chip ini mencakup chip yang dirancang untuk melakukan sesuatu yang spesifik. Misalnya, ada sirkuit mikro untuk penguat daya, penerima stereo, dan berbagai dekoder. Semuanya bisa terlihat sangat berbeda. Jika salah satu chip ini memiliki bagian logam berlubang, berarti harus disekrup
radiator
Berurusan dengan sirkuit mikro khusus jauh lebih menyenangkan daripada dengan banyak transistor dan resistor. Jika sebelumnya diperlukan banyak bagian untuk merakit penerima radio, kini Anda dapat bertahan dengan satu rangkaian mikro.
Saya sudah lama berpikir tentang bagaimana menjelaskan dengan kata-kata manusia yang sederhana apa itu transistor. Bahkan jika saya berbicara tentang transistor dengan sangat, sangat dangkal, saya harus menulis setidaknya lima halaman menggunakan istilah yang sulit dimengerti.
Kemudian saya sadar: lagi pula, tujuan utama ulasan saya bukanlah untuk memberikan pengetahuan akademis (pergi ke universitas atau setidaknya Wikipedia untuk itu), tetapi untuk mengajar seorang amatir radio pemula untuk setidaknya membedakan transistor dari kapasitor. dan sebuah resistor agar berhasil merakit desain pertamanya (misalnya, kit Master Keith).
Oleh karena itu, yang terbaik adalah mengatakan ini: transistor adalah komponen radio dengan tiga terminal, yang dirancang untuk memperkuat dan mengubah sinyal. Ini adalah bagaimana mereka terlihat dalam kehidupan nyata:
Beginilah cara transistor dilambangkan dalam diagram:
Transistor, seperti yang telah kita pahami, memiliki tiga terminal: basis (B), kolektor (C), emitor (E).
Sinyal masukan biasanya disuplai ke basis, sinyal yang diperkuat dikeluarkan dari kolektor, dan emitor adalah kabel umum rangkaian. Tentu saja, ini adalah deskripsi yang sangat primitif tentang prinsip pengoperasian transistor, dan secara umum ada banyak nuansa, tetapi kami telah sepakat bahwa saya tidak akan menyiksa Anda dengan membaca karya multi-halaman.
Pada komponen radio itu sendiri, terminalnya tidak ditandai dengan cara apa pun. Juga tidak ada standar untuk tata letak pin. Lalu bagaimana cara menentukan pin yang mana?
Anda harus menggunakan informasi referensi: untuk setiap transistor ada apa yang disebut lembar data, atau, dengan kata lain, paspor komponen radio. Lembar data menyediakan semua informasi tentang transistor: arus dan tegangan maksimum yang diizinkan, penguatan, lokasi pin, dan masih banyak lagi. Cara termudah untuk mencari lembar data adalah di Internet, dan parameter utama transistor dapat ditemukan dalam literatur radio amatir.
Pertukaran transistor
Karena transistor memiliki struktur yang jauh lebih kompleks dan parameter yang lebih signifikan daripada resistor, kapasitor, atau dioda, memilih pengganti yang dapat diterima untuk komponen yang hilang tidaklah mudah. Minimal transistor yang diganti harus memiliki jenis case dan pinout (susunan pin) yang sama. Transistor baru harus memiliki struktur yang sama: NPN atau PNP. Selain itu, perlu memperhitungkan parameter kelistrikan: arus yang diizinkan, tegangan, dalam beberapa kasus, frekuensi cutoff, dll.
Terkadang perancang sirkuit melakukan pekerjaan ini untuk Anda, menyarankan kemungkinan analog dari transistor. Ada juga tabel referensi di Internet dan literatur radio amatir dengan informasi tentang kemungkinan analog transistor.
Perangkat Master Kit juga terkadang berisi analog transistor, bukan transistor asli (yang stoknya habis untuk sementara), dan penggantian tersebut tidak mengurangi kualitas desain akhir.
Memasang transistor pada papan sirkuit tercetak
Secara umum, agar berhasil merakit kit Master Kit, tidak perlu mengetahui di mana keluaran transistornya. Cukup dengan menggabungkan "kunci" pada transistor dan papan sirkuit tercetak - dan terminal transistor akan "secara otomatis" dipasang seperti yang diharapkan.
Lihatlah gambarnya. Transistor memiliki "kunci" - jika Anda melihatnya dari atas, Anda dapat dengan jelas melihat bahwa bodinya berbentuk setengah lingkaran. “Kunci” yang sama tersedia di papan sirkuit tercetak. Untuk memasang transistor dengan benar, cukup menggabungkan “kunci” pada transistor dan pada papan sirkuit tercetak:
Sirkuit mikro adalah perangkat yang hampir jadi, atau, secara kiasan, produk elektronik setengah jadi.
Sirkuit mikro berisi sirkuit elektronik yang menjalankan fungsi tertentu: dapat berupa perangkat logika, konverter level, penstabil, atau penguat. Di dalam sebuah chip seukuran kuku jari terdapat lusinan (dan terkadang ratusan, jutaan atau miliaran) resistor, dioda, transistor, dan kapasitor.
Sirkuit mikro tersedia dalam paket berbeda dan memiliki jumlah pin berbeda. Berikut adalah beberapa contoh sirkuit mikro yang dapat digunakan oleh amatir radio pemula:
Pinout sirkuit mikro
Pin diberi nomor berlawanan arah jarum jam dimulai dari kiri atas. Pin pertama ditentukan menggunakan "kunci" - takik di tepi rumahan atau titik dalam bentuk lekukan.
Pertukaran sirkuit mikro
Sirkuit mikro adalah sirkuit elektronik siap pakai yang sangat spesifik yang berisi sejumlah besar elemen, dan secara umum, setiap sirkuit mikro adalah unik.
Namun tetap saja, dalam beberapa kasus, Anda dapat menemukan penggantinya. Produsen yang berbeda dapat memproduksi chip yang sama. Satu-satunya masalah adalah tidak adanya kesatuan dalam nama (terkadang, tetapi tidak harus, jumlah nama bisa sama). Misalnya, MA709CH, MC1709G, LM 1709L SN72710L, K153UD1A/B adalah sirkuit mikro yang sama dari pabrikan berbeda.
Dalam beberapa kasus, Master Kit mungkin juga menyertakan sirkuit mikro analog. Ini normal dan tidak menurunkan kinerja sirkuit yang telah selesai.
Sirkuit mikro - penstabil tegangan
Chip penstabil tegangan memiliki tiga terminal, sehingga mudah disalahartikan sebagai transistor. Namun paket komponen kecil ini bisa berisi puluhan transistor, resistor dan dioda. Misalnya gambar di bawah menunjukkan chip 78L05. Anda dapat menerapkan tegangan dari 5 hingga 30V ke inputnya, tetapi pada output dari rangkaian mikro akan ada tegangan konstan sebesar 5V, sedangkan kapasitas beban dari rangkaian mikro adalah 100 mA. Stabilizer serupa juga tersedia dalam versi yang lebih bertenaga - kapasitas beban hingga 1A, disebut 7805 dan memiliki bodi lebih besar.
Memasang chip pada papan sirkuit tercetak
Terdapat “kunci” pada chip dan pada papan sirkuit tercetak, dan saat memasang chip pada papan, keduanya harus digabungkan, seperti yang ditunjukkan pada gambar di bawah ini:
555 sirkuit mikro cukup sering digunakan dalam praktik radio amatir - praktis, multifungsi, dan sangat mudah digunakan. Pada sirkuit mikro seperti itu, Anda dapat menerapkan desain apa pun - baik pemicu Schmitt paling sederhana dengan beberapa elemen tambahan, maupun kunci kombinasi multi-tahap.
NE555 dikembangkan cukup lama, bahkan di majalah Soviet “Radio” dan “Modelist-Konstruktor”; banyak produk buatan sendiri dapat ditemukan menggunakan analog dari sirkuit mikro ini. Saat ini, chip ini aktif digunakan dalam desain dengan LED.
Deskripsi chip
Ini merupakan pengembangan dari perusahaan asal USA Signetics. Para spesialisnyalah yang mampu mempraktekkan karya Camenzind Hans. Bisa dikatakan, inilah bapak sirkuit terpadu - dalam kondisi persaingan yang sulit dan tinggi, para insinyur berhasil membuat produk yang memasuki pasar dunia dan mendapatkan popularitas yang luas.
Pada tahun-tahun itu, sirkuit mikro seri 555 tidak memiliki analog di dunia - kepadatan elemen yang sangat tinggi dalam perangkat dan biaya yang sangat rendah. Berkat parameter inilah ia mendapatkan popularitas tinggi di kalangan desainer.
Analog domestik
Setelah itu, penyalinan massal elemen radio ini dimulai - analog Soviet dari sirkuit mikro disebut KR1006VI1. Omong-omong, ini adalah perkembangan unik dalam segala hal, meskipun memiliki banyak analogi. Hanya di sirkuit mikro domestik, input stop memiliki prioritas di atas input start. Tak satu pun dari desain asing memiliki fitur seperti itu. Namun fitur ini harus diperhitungkan ketika merancang sirkuit di mana kedua input digunakan secara aktif.
Di mana itu digunakan?
Namun perlu dicatat bahwa prioritas input tidak terlalu mempengaruhi kinerja sirkuit mikro. Ini hanyalah nuansa kecil yang perlu dipertimbangkan dalam kasus yang jarang terjadi. Untuk mengurangi konsumsi daya, produksi elemen CMOS diluncurkan pada pertengahan tahun 70an. Di Uni Soviet, sirkuit mikro pada pekerja lapangan disebut KR1441VI1.
Generator berbasis chip 555 sangat sering digunakan dalam desain radio amatir. Tidak sulit untuk menerapkan relai waktu pada chip ini, dan penundaan dapat diatur dari beberapa milidetik hingga beberapa jam. Ada juga elemen yang lebih kompleks, yang didasarkan pada sirkuit 555 - elemen tersebut berisi perangkat untuk mencegah derak kontak, pengontrol PWM, dan pemulihan sinyal digital.
Keuntungan dan kerugian dari sirkuit mikro
Ada pembagi tegangan bawaan di dalam pengatur waktu - inilah yang memungkinkan Anda menyetel ambang batas bawah dan atas yang ditetapkan secara ketat di mana komparator beroperasi. Dari sinilah kita dapat menarik kesimpulan tentang kelemahan utama - tidak mungkin untuk mengontrol nilai ambang batas, dan juga tidak mungkin untuk mengecualikan pembagi dari desain; ruang lingkup penerapan praktis dari sirkuit mikro 555 menyempit secara signifikan. Dimungkinkan untuk membuat sirkuit multivibrator dan monovibrator, tetapi desain yang lebih rumit tidak akan berfungsi.
Bagaimana cara menghilangkan kekurangannya?
Tetapi Anda dapat mengatasi masalah ini hanya dengan memasang kapasitor polar dengan tegangan tidak lebih dari 0,1 μF antara terminal kontrol dan catu daya minus.
Dan untuk meningkatkan kekebalan kebisingan secara signifikan, kapasitor non-polar dengan kapasitas 1 µF dipasang di rangkaian daya. Saat menggunakan 555 sirkuit mikro dalam praktiknya, penting untuk mempertimbangkan apakah elemen pasif - resistor dan kapasitor - memengaruhi pengoperasiannya. Namun perlu diperhatikan satu fitur - saat menggunakan pengatur waktu pada elemen CMOS, semua kekurangan ini hilang begitu saja; tidak perlu menggunakan kapasitor tambahan.
Parameter dasar sirkuit mikro
Jika Anda memutuskan untuk membuat timer pada chip 555, maka Anda perlu mengetahui fitur utamanya. Ada total lima node di perangkat; mereka dapat dilihat pada diagram. Pada input terdapat pembagi tegangan resistif. Dengan bantuannya, dua tegangan referensi terbentuk, yang diperlukan untuk pengoperasian komparator. Output dari komparator dihubungkan ke RS flip-flop dan pin reset eksternal. Dan baru setelah itu ke perangkat amplifikasi, dimana nilai sinyalnya meningkat.
Catu daya untuk sirkuit mikro
Pada akhirnya ada transistor yang kolektornya terbuka - ia melakukan sejumlah fungsi, semuanya tergantung pada tugas spesifik apa yang dihadapinya. Disarankan untuk mensuplai sirkuit terpadu NE, SA, NA dengan tegangan suplai pada kisaran 4,5-16 V. Hanya bila menggunakan 555 sirkuit mikro dengan singkatan SE diperbolehkan peningkatan hingga 18 V.
Konsumsi arus maksimum pada tegangan 4,5 V bisa mencapai 10-15 mA, nilai minimum 2-5 mA. Ada sirkuit mikro CMOS yang konsumsi arusnya tidak melebihi 1 mA. Untuk IC domestik tipe KR1006VI1, konsumsi arus tidak melebihi 100 mA. Penjelasan rinci tentang chip 555 dan analog domestiknya dapat ditemukan di lembar data.
Pengoperasian chip
Kondisi pengoperasian bergantung langsung pada perusahaan mana yang memproduksi sirkuit mikro. Sebagai contoh, kita dapat mengutip dua analog - NE555 dan SE555. Untuk yang pertama, kisaran suhu pengoperasian normalnya berada pada kisaran 0-70 derajat. Pada detik ini jauh lebih luas - dari -55 hingga +125 derajat. Oleh karena itu, parameter tersebut harus selalu diperhitungkan saat merancang perangkat. Dianjurkan untuk membiasakan diri Anda dengan semua nilai tegangan dan arus tipikal pada pin Reset, TRIG, THRES, CONT. Untuk melakukan ini, Anda dapat menggunakan lembar data untuk model tertentu - Anda akan menemukan informasi lengkap di dalamnya.
Penerapan praktis skema ini juga bergantung pada hal ini. Chip 555 cukup sering digunakan oleh amatir radio - dalam sistem kontrol bahkan terdapat osilator master untuk pemancar radio berdasarkan elemen ini. Keuntungannya dibandingkan versi transistor atau tabung apa pun adalah stabilitas frekuensinya yang sangat tinggi. Dan tidak perlu memilih elemen dengan stabilitas tinggi atau memasang perangkat tambahan untuk pemerataan tegangan. Cukup dengan memasang sirkuit mikro sederhana dan memperkuat sinyal yang akan dihasilkan pada output.
Tujuan pin IC
Sirkuit mikro seri 555 hanya memiliki delapan pin, tipe paket PDIP8, SOIC, TSSOP. Namun dalam semua kasus, tujuan dari kesimpulannya adalah sama. Elemen UGO berbentuk persegi panjang berlabel “G1” untuk generator pulsa tunggal dan “GN” untuk multivibrator. Penetapan pin:
- GND bersifat umum, urutan pertama (jika dihitung dari kunci tag). Pin ini disuplai dengan minus dari sumber listrik.
- TRIG - masukan pemicu. Ke pin inilah pulsa tingkat rendah diterapkan dan menuju ke pembanding kedua. Akibatnya, IC menyala dan sinyal tingkat tinggi muncul di output. Selain itu, durasi sinyal bergantung pada nilai C dan R.
- OUT adalah keluaran dimana sinyal level tinggi dan rendah muncul. Beralih di antara keduanya membutuhkan waktu tidak lebih dari 0,1 s.
- SETEL ULANG - setel ulang. Input ini memiliki prioritas tertinggi, ia mengontrol pengatur waktu, dan ini tidak bergantung pada apakah ada tegangan pada kaki lain dari rangkaian mikro. Untuk memungkinkan penyalaan, tegangan di atas 0,7V harus ada. Jika pulsa kurang dari 0,7V, maka pengoperasian chip 555 dilarang.
- CTRL merupakan input kontrol yang dihubungkan dengan pembagi tegangan. Dan jika tidak ada faktor eksternal yang dapat mempengaruhi pengoperasian, tegangan 2/3 dari tegangan suplai dikeluarkan pada keluaran ini. Ketika sinyal kontrol diterapkan ke masukan ini, pulsa termodulasi dihasilkan pada keluaran. Dalam kasus rangkaian sederhana, keluaran ini dihubungkan ke kapasitor.
- THR - berhenti. Ini adalah input dari komparator pertama, jika tegangan 2/3 dari tegangan suplai muncul di sana, operasi pemicu berhenti dan pengatur waktu disetel ke level yang lebih rendah. Namun prasyaratnya adalah tidak boleh ada sinyal trigger pada kaki TRIG (karena mempunyai prioritas).
- DIS - keluar. Ini terhubung langsung ke transistor yang terletak di dalam chip 555. Ia memiliki kolektor umum. Sebuah kapasitor dipasang di sirkuit emitor-kolektor, yang diperlukan untuk mengatur waktu.
- VCC - koneksi ke positif catu daya.
Mode satu tembakan
Secara total, ada tiga mode pengoperasian chip NE555, salah satunya adalah monostable. Untuk menghasilkan pulsa, Anda harus menggunakan kapasitor tipe polar dan resistor.
Sirkuit bekerja seperti ini:
- Tegangan diterapkan ke input pengatur waktu - pulsa tingkat rendah.
- Mode operasi sirkuit mikro dialihkan.
- Sinyal tingkat tinggi muncul di pin “3”.
Setelah waktu ini, sinyal tingkat rendah akan dihasilkan pada keluaran. Dalam mode multivibrator, pin “4” dan “8” dihubungkan. Saat mengembangkan sirkuit berdasarkan perangkat sekali pakai, Anda perlu mempertimbangkan nuansa berikut:
- Tegangan suplai tidak dapat mempengaruhi waktu pulsa. Ketika tegangan meningkat, laju pengisian kapasitor, yang menentukan waktu, semakin besar. Akibatnya, amplitudo sinyal keluaran meningkat.
- Jika Anda menerapkan pulsa tambahan ke input (setelah pulsa utama), ini tidak akan mempengaruhi pengoperasian pengatur waktu hingga akhir waktu t.
Untuk mempengaruhi pengoperasian generator, Anda dapat menggunakan salah satu metode berikut:
- Terapkan sinyal level rendah ke pin RESET. Ini akan mengembalikan pengatur waktu ke keadaan default.
- Jika sinyal level rendah masuk ke input “2”, maka outputnya akan selalu memiliki pulsa tinggi.
Dengan menggunakan pulsa tunggal yang diterapkan ke input dan mengubah parameter komponen pengaturan waktu, dimungkinkan untuk memperoleh sinyal persegi panjang dengan durasi yang diperlukan pada output.
Rangkaian multivibrator
Setiap amatir radio pemula dapat membuat detektor logam menggunakan chip 555, tetapi untuk melakukan ini, Anda perlu mempelajari fitur pengoperasian perangkat ini. Multivibrator adalah generator khusus yang menghasilkan pulsa persegi panjang dengan periodisitas tertentu. Selain itu, amplitudo, durasi, dan frekuensi ditentukan secara ketat - nilainya bergantung pada tugas yang dihadapi perangkat.
Resistor dan kapasitor digunakan untuk menghasilkan sinyal berulang. Durasi sinyal t1, jeda t2, frekuensi f, dan periode T dapat dicari dengan menggunakan rumus berikut:
- t1=ln2*(R1+R2)*C=0,693*(R1+R2)*C;
- t2=0,693*C*(R1+2*R2);
- T=0,693*C*(R1+2*R2);
- f=1/(0,693*C*(R1+2*R2)).
Berdasarkan ungkapan tersebut terlihat bahwa durasi jeda tidak boleh lebih lama dari waktu sinyal. Dengan kata lain, siklus kerja tidak akan pernah lebih besar dari 2. Penerapan praktis dari rangkaian mikro 555 secara langsung bergantung pada hal ini.Sirkuit berbagai perangkat dan desain dibuat sesuai dengan lembar data - instruksi. Mereka memberikan semua rekomendasi yang mungkin untuk perakitan perangkat. Siklus kerja dapat dicari dengan menggunakan rumus S=T/t1. Untuk meningkatkan angka ini, perlu menambahkan dioda semikonduktor pada rangkaian. Katodanya terhubung ke kaki keenam, dan anoda terhubung ke kaki ketujuh.
Jika Anda melihat lembar data, ini menunjukkan nilai kebalikan dari siklus kerja - ini dapat dihitung menggunakan rumus D=1/S. Itu diukur sebagai persentase. Pengoperasian rangkaian multivibrator dapat digambarkan sebagai berikut:
- Ketika daya diterapkan, kapasitor benar-benar habis.
- Pengatur waktu ditempatkan pada kondisi tingkat tinggi.
- Kapasitor mengumpulkan muatan dan tegangan yang melewatinya mencapai maksimum - 2/3 dari tegangan suplai.
- Sirkuit mikro beralih dan sinyal tingkat rendah muncul di output.
- Kapasitor dilepaskan selama t1 hingga 1/3 dari tegangan suplai.
- Chip 555 beralih lagi dan outputnya kembali menghasilkan sinyal tingkat tinggi.
Mode operasi ini disebut osilasi mandiri. Nilai sinyal pada output terus berubah, sirkuit mikro pengatur waktu 555 berada dalam mode berbeda untuk periode waktu yang sama.
Pemicu Schmitt yang presisi
Timer seperti NE555 dan sejenisnya memiliki komparator bawaan dengan dua ambang batas - bawah dan atas. Selain itu, ia memiliki pemicu RS khusus. Inilah yang memungkinkan penerapan desain pemicu Schmitt yang presisi. Tegangan yang disuplai ke input dibagi menjadi tiga bagian yang sama besar menggunakan komparator. Dan segera setelah tingkat nilai ambang batas tercapai, mode pengoperasian sirkuit mikro beralih. Dalam hal ini histeresis meningkat, nilainya mencapai 1/3 dari tegangan suplai. Pemicu presisi digunakan dalam desain sistem kontrol otomatis.
pengatur waktu NE555 mungkin merupakan sirkuit terpadu paling populer pada masanya. Meskipun dikembangkan lebih dari 40 tahun yang lalu (pada tahun 1972), masih diproduksi oleh banyak produsen. Pada artikel ini, kami akan mencoba membahas secara detail masalah deskripsi dan penggunaan timer NE555.
Koneksi komparator yang cerdas, pemicu reset dan penguat pembalik dalam satu sirkuit terpadu monolitik, bersama dengan beberapa elemen lainnya, memunculkan sirkuit perangkat yang hampir abadi yang digunakan oleh banyak ham saat ini.
555 Timer dikembangkan oleh perusahaan Amerika Signetics pada tahun 1972 dan terdaftar di pasar dunia. Dua tahun kemudian, perusahaan yang sama mengembangkan chip yang diberi nama 556, yang menggabungkan dua timer NE555 terpisah dengan hanya pin daya yang sama. Bahkan kemudian, chip 557, 558 dan 559 dikembangkan menggunakan hingga empat timer NE555 dalam satu paket. Namun kemudian dihentikan dan hampir dilupakan.
Sirkuit terpadu NE555 dirancang sebagai pengatur waktu dan berisi kombinasi elemen analog dan digital dalam satu chip. Tersedia dalam berbagai desain, mulai dari paket DIP standar klasik dan SOIC untuk pemasangan SMD hingga versi miniatur SSOP atau SOT23-5. (Harga untuk pengatur waktu NE555)
Timer NE555, selain versi standar, juga diproduksi dalam versi CMOS berdaya rendah. Catu daya NE555 berkisar antara 4,5 hingga 15 volt (maksimum 18 volt), sedangkan varian CMOS menggunakan 3 volt. Beban keluaran maksimum untuk NE555 adalah 200mA, versi pengatur waktu daya rendah hanya memiliki 20mA pada 9 volt.
Stabilitas versi standar 555 sangat bergantung pada kualitas catu daya. Hal ini tidak memiliki efek yang kuat pada rangkaian sederhana yang menggunakan pengatur waktu, namun, dalam desain yang lebih kompleks, disarankan untuk memasang kapasitor penyangga di sepanjang rangkaian catu daya dengan kapasitas 100 uF.
Fitur Utama Timer Terintegrasi NE555
- Frekuensi maksimum lebih dari 500 kHz.
- Panjang satu pulsa adalah dari 1 ms hingga satu jam.
- Dapat beroperasi dalam mode multivibrator monostabil.
- Arus keluaran tinggi (hingga 200 mA)
- Siklus kerja pulsa yang dapat disesuaikan (rasio periode pulsa dengan durasinya).
- Kompatibel dengan level TTL.
- Stabilitas suhu 0,005% per 1 derajat Celcius.
Chip NE555 berisi lebih dari 20 transistor dan 10 resistor. Gambar berikut menunjukkan diagram blok pengatur waktu dari Philips Semiconductors.
Tabel berikut mencantumkan properti utama NE555
Penetapan pin pengatur waktu NE555
No.2 - Peluncuran (pemicu)
Pemicunya beralih jika tegangan pada pin ini turun di bawah 1/3 tegangan suplai. Pin ini memiliki impedansi masukan yang tinggi, lebih dari 2 mOhm. Dalam mode astabil, ini digunakan untuk mengontrol tegangan pada kapasitor timing, dalam mode bistable, elemen switching, misalnya tombol, dihubungkan ke sana.
#4 – Setel ulang
Jika tegangan pada pin ini di bawah 0,7 volt, komparator internal direset. Saat tidak digunakan, pin timer NE555 ini harus disuplai dengan tegangan suplai. Resistansi keluarannya sekitar 10 kOhm.
#5 - Kontrol
Dapat digunakan untuk mengatur durasi pulsa keluaran dengan memberikan tegangan 2/3 dari tegangan suplai. Jika pin ini tidak digunakan, maka disarankan untuk menghubungkannya ke negatif catu daya melalui kapasitor 0,01 µF.
No.6 - Berhenti (pembanding)
Menghentikan pengatur waktu jika tegangan pada pin ini lebih tinggi dari 2/3 tegangan suplai. Pin memiliki resistansi masukan yang tinggi, lebih dari 10 mOhm. Biasanya digunakan untuk mengukur tegangan pada kapasitor timing.
No.7 - Pembuangan
Output melalui transistor internal dihubungkan ke ground ketika flip-flop internal dalam keadaan aktif. Outputnya (kolektor terbuka) terutama digunakan untuk melepaskan kapasitor timing.
No.3 – Keluar
Chip NE555 hanya memiliki satu keluaran dengan arus hingga 200 mA. Ini jauh lebih banyak dibandingkan sirkuit terpadu konvensional. Pin tersebut mampu menggerakkan, misalnya, LED (dengan resistor pembatas arus), bola lampu kecil, transduser piezoelektrik, speaker (dengan kapasitor), relai elektromagnetik (dengan dioda proteksi), atau bahkan tegangan rendah. motor DC daya. Jika diperlukan arus keluaran yang lebih tinggi, transistor yang sesuai dapat dihubungkan sebagai penguat.
Timer NE555 - diagram koneksi
Kemampuan pin 3 timer NE555 untuk menghasilkan level tegangan tinggi dan rendah (hampir 0 volt) memungkinkan Anda mengontrol beban yang terhubung ke catu daya minus dan plus. Sebagai contoh, menghubungkan LED. Tentu saja, ini bukan persyaratan wajib, dan beban (LED) dapat dihubungkan ke suplai minus atau plus.
Jika timer NE555 beroperasi dalam keadaan tidak stabil (mode osilator), maka speaker dapat dihubungkan ke outputnya. Ini dihubungkan setelah kapasitor kopling (misalnya, 100 μF) dan harus memiliki resistansi minimal 64 ohm karena terbatasnya arus beban maksimum dari keluaran pengatur waktu. Kapasitor dirancang untuk memisahkan komponen DC dari sinyal dan hanya menghantarkan sinyal audio.
Speaker dengan resistansi kumparan lebih rendah dari 64 ohm dapat dihubungkan melalui kapasitor dengan kapasitansi (reaktansi) lebih rendah, yang merupakan resistansi tambahan, atau menggunakan amplifier. Amplifier juga dapat digunakan untuk menghubungkan speaker yang lebih bertenaga.
Seperti semua sirkuit terpadu, keluaran pengatur waktu NE555 yang menggerakkan beban induktif (relai) harus dilindungi dari lonjakan tegangan tinggi yang terjadi selama pematian. Sebuah dioda (misalnya 1N4148) selalu dihubungkan secara paralel dengan kumparan relai dengan arah terbalik.
Namun, NE555 memerlukan dioda kedua yang dirangkai seri dengan koil relay. Ini membatasi tegangan rendah yang dihasilkan oleh pengatur waktu 3 dan mencegah relai diberi energi oleh arus kecil.
Dioda semacam itu dapat berupa, misalnya, 1N4001 (dioda 1N4148 tidak cocok) atau LED.
(unduhan: 3.774)