Микросхема NE555 - аналоговый таймер, состоит из делителя напряжения, двух компараторов, асинхронного RS-триггер и ключа. Может работать как одновибратор, мультивибратор, прецизионный триггер Шмитта. В даташите приведены схемы детектора пропуска импульсов, широтно-импульсного модулятора, позиционно-импульсного модулятора. В интернете можно найти массу схем на основе таймера NE555.
Микросхема NE556 содержит два, а NE558 - четыре таймера в одном корпусе. Помимо биполярной, существует также КМОП версии этого таймера: LMC555, GLC555, TS555, ICM7555 и другие. Напряжение питания биполярной версии таймера от 5 до 15В, потребляемый ток до 15мА. В момент переключения таймера возникает скачок потребляемого тока, причиной которого является сквозной ток выходного каскада микросхемы. Поэтому для повышения надежности работы схемы рекомендуется ставить конденсатор по питанию емкостью 0.1-1 мкФ как можно ближе к выводам, а также вывод 5 соединить с общим проводом через конденсатор 0.01-0.1мкФ. КМОП версии таймера не требуют этих конденсаторов. Они могут работать при понижении питания до 2В, а потребляемый ток значительно меньше, порядка 100 мкА. Выходной ток может достигать 200мА.
Назначение выводов
- общий провод
- запуск, если напряжение на этом выводе будет меньше 1/3 Vcc
- выход
- сброс триггера
- контроль напряжения делителя
- остановка, если напряжение на выводе превысит 2/3 Vcc
- разряд конденсатора через транзистор
- плюс питания
Если нужен одиночный импульс заданной длительности, используем таймер в режиме одновибратора:
Конденсаторы C2, C3 как говорилось выше, нужны для защиты от помех во время переключения. Их ставить необязательно. Цепь R1C1 нужна для запуска одновибратора сразу после подачи питания. Конденсатор C4 и резистор R3 задают длительность формируемого импульса. Она определяется по формуле:
t = 1.1 * RC
Емкость нужно брать в фарадах, а сопротивление в Омах, но для удобства лучше емкость подставлять в микрофарадах, а сопротивление в мегаомах. Результат будет в секундах. Для указанных на схеме номиналов расчетное время работы составит 11 секунд. В реальности чуть более 12 секунд из-за тока утечки конденсатора.
После подачи питания загорается нижний по схеме светодиод, спустя примерно 12 секунд загорается верхний, а нижний гаснет. Схема будет оставаться в этом состоянии пока мы не нажмем на кнопку или кратковременно не прервем питание.
Нигде не нашел информации о максимальной емкости конденсатора времязадающей цепочки. Дело в том что слишком большая емкость может вывести из строя внутренний транзистор, который замыкает конденсатор на землю для его разряда. Максимальный ток этого транзистора 200мА и чтобы его не превысить я на всякий случай поставил резистор R2 номиналом 47 Ом. При емкости конденсатора C4 менее 100мкФ его можно не ставить.
Теперь схема мультивибратора:
Здесь светодиоды будут гореть по очереди. Конденсатор C1 в этой схеме уже обязателен, без него у меня переход из низкого уровня в высокий был плавным: нижний светодиод начинал слабо светиться еще до того как погасал верхний. Частота импульсов находится по формуле:
f = 1.443 / C * (R1 + 2R2)
длительность импульса:
tH = 0.693 C * (R1 + R2)
длительность паузы:
tL = 0.693 C * R2
Для указанных на схеме номиналов:
f = 1.443 / 0.0001 * (1000 + 2 * 100000) = 0.072Гц
tH = 0.693 * 0.0001 * (1000 + 100000) = 6.99с
tL = 0.693 * 0.0001 * 100000 = 6.93с
Получить коэффициент заполнения меньше 50% в этой схеме нельзя, т.к. ток заряда и ток разряда проходят через общий резистор R2. Можно поставить параллельно R2 диод, исключив таким образом этот резистор из цепи заряда конденсатора.
Теперь заряд конденсатора идет по цепи R1D1C3, а разряд через резистор R2 и внутренний транзистор. Длительность импульса и длительность паузы находяться по одной формуле t = 1.1 R * C Для нахождения длительности импульса в формулу подставляется сопротивление R2, а для нахождения длительности паузы - R1. Для указанных на схеме номиналов:
длительность импульса:
tH = 1.1 * 10000 * 0.0001 = 1.1c
длительность паузы:
tL = 1.1 * 100000 * 0.0001 = 11c
Заменив резистор на переменный и добавив еще один диод можно получить простой шим-регулятор. Вот его схема:
Вращая ручку переменного резистора можно менять время горения диодов. Переменный резистор лучше взять с линейной зависимостью сопротивления от угла поворота. Российские маркируются буквой "А", импортные - "B". Но и без маркировки отличить линейный от логарифмического не составит труда: в среднем положении ручки у линейного сопротивление обоих плеч будет примерно одинаковым, а у логарифмического отличаться в разы. Уменьшив емкость конденсатора можно увеличить частоту шим, при этом яркость светодиодов будет меняться плавно. Для управления более мощной нагрузкой можно добавить в схему полевой транзистор.
Таймер NE555 можно использовать в качестве триггера Шмитта и построить на нем фотореле:
Резистором R1 задается уровень освещенности при котором реле срабатывает, а подбором резистора R3 устанавливается гистерезис. Гистерезис без резистора R3 будет 1/3 от напряжения питания. Для фотореле такой гистерезис в большинстве случаев будет приемлем и можно резистор R3 не ставить. Но вот для термореле гистерезис нужен минимальный и без этого резистора не обойтись.
Заменив фототранзистор на терморезистор можно получить термореле. Но мне такая схема не понравилась: для получения минимального гистерезиса требуется точный подбор резистора R3. Проще сделать термореле на компараторе.
2465
