Цветущее разнообразие модельного ряда
Теперь, когда мы убедились в том, что сможем собрать из элементов 2И-НЕ всё что угодно, поговорим про то, почему так обычно не делают.
Вернёмся к четырёхразрядному сумматору на дискретных элементах и посчитаем состав оборудования: пять элементов 2И-НЕ на первый разряд и ещё по девять на три последующих, итого 32 элемента 2И-НЕ (восемь корпусов К155ЛА3) на сумматор. Чтобы запомнить слагаемые на входе, используем восемь D-триггеров на восьми элементах 2И-НЕ каждый (64 элемента, 16 корпусов). Чтобы записать полученную сумму, нужно ещё четыре D-триггера (32 элементов, 8 корпусов). В итоге нам понадобится 32 микросхемы К155ЛА3.
Теперь возьмём за основу готовый четырёхразрядный сумматор К155ИМ3 (7483), а для хранения данных будем использовать три счетверённых D-триггера К155ТМ8 (74175).
Функциональность схемы осталась той же, но четыре корпуса займут на печатной плате гораздо меньше места, чем 32. Приятным дополнением к уменьшению размеров платы послужит ещё и то, что задержка распространения сигнала по цепи суммы микросхемы К155ИМ3 составляет не более 37,5 нс, а по цепи переноса – не более 40 нс. А это в три с небольшим раза быстрее (130 нс / 40 нс) схемы четырёхразрядного сумматора на дискретных элементах.
Реле времени на 555 таймере своими руками
31.08.2012 Электронная техника
В видеоуроке канала «самоделки и Обзоры посылок от jakson» будем собирать схему реле времени на базе микросхемы таймера на NE555. Весьма несложная — мало подробностей, что будет очень просто спаять все собственными руками. Наряду с этим многим она будет нужна.
Радиодетали для реле времени
Пригодится сама микросхема , два несложных резистора ( один переменный, один полярный), конденсатор на 3 микрофарада, неполярный конденсатор на 0,01 мкф, транзистор КТ315, диод практически любой, одно реле. Напряжение питания устройства будет от 9 до 14 вольт. Приобрести радиодетали либо готовое собранное реле времени возможно в этом китайском магазине.
Плагин на Google Хром для экономии в нём: 7 процентов с приобретений возвращается вам.
Схема весьма несложная.
Схема реле времени на 555 таймере
Любой ее сможет осилить, при наличии нужных подробностей. Сборка на печатной макетной плате, что окажется все компактно. В итоге часть платы нужно будет отломать. Пригодится несложная кнопка без фиксатора, она будет активировать реле.
Кроме этого два переменных резистора, вместо одного, что требуется в схеме, потому, что у мастера нет нужного номинала.
2 мегаома. Последовательно два резистора по 1 мегаому. Кроме этого реле, напряжение питания 12 вольт постоянного тока, пропустить через себя может 250 вольт, 10 ампер переменного.
По окончании сборки в итоге так выглядит реле времени на базе 555 таймера.
Все оказалось компактно. Единственное, что визуально портит вид, диод, потому, что имеет такую форму, что его нереально впаять в противном случае, потому, что у него ножки намного шире, чем отверстия в плате. Все равно оказалось достаточно хорошо.
Проверка устройства на 555 таймере
Удостоверимся в надежности отечественное реле. Индикатором работы будет светодиодная лента. Так же подсоединим мультиметр. Удостоверимся в надежности — нажимаем на кнопку, загорелась светодиодная лента. Напряжение, которое подается на реле — 12,5 вольт. Напряжение на данный момент по нулям, но из-за чего то горят светодиоды — наверняка неисправность реле.
Оно старое, выпаяно из ненужной платы.
При трансформации положения подстроечных резисторов мы можем регулировать время работы реле. Измерим большое и минимальное время. Оно практически сразу же выключается. И большое время.
Прошло около 2-3 мин. — вы сами видите.
Но такие показатели лишь в представленном случае. У вас они смогут быть другие, потому, что зависит от переменного резистора, что вы станете применять и от емкости электроконденсатора. Чем больше емкость — тем продолжительнее будет трудиться ваше реле времени.
Заключение
Увлекательное устройство мы сейчас собрали на NE 555. Все трудится превосходно. Схема не весьма сложная, без неприятностей многие ее смогут осилить. В Китае продаются кое-какие аналоги аналогичных схем, но увлекательнее собрать самому, так будет дешевле.
Использование подобному устройству в быту сможет отыскать любой. К примеру, уличный свет. Вы вышли из дома, включили уличное освещение и через какое-то время оно само выключается, именно, в то время, когда вы уже уйдете.
Смотрите все на видео про сборку схемы на 555 таймере.
alekseybalabanov.ru
Триггер как ячейка памяти…
Самым простым способом реализации ячейки памяти на элементах 2И-НЕ является схема RS-триггера. Устройство имеет два устойчивых состояния, переключение между которыми производится подачей сигналов низкого логического уровня на один из двух входов. При подаче логического «ноля» на вход S (Set) на «прямом» выходе RS-триггера устанавливается сигнал высокого уровня, а при подаче логического «ноля» на вход R (Reset) сигнал высокого логического уровня устанавливается на инверсном выходе триггера и производится сброс «прямого» выхода RS-триггера в «ноль».
С точки зрения применения «классической» схемы RS-триггера в качестве ячейки памяти вычислительных устройств, у неё есть два существенных недостатка: возможность изменения состояния в любой момент времени (асинхронность) и разнесение сигналов управления состоянием по двум разным входам.
На рисунке выше слева приведена схема RS-триггера на двух элементах 2И-НЕ, а справа – схема «тактируемого» RS-триггера (RST-триггера). Выход RST-триггера устанавливается в «единицу», если на входе S (Set) RS-триггера на элементах D1.1 и D1.2 появится сигнал низкого логического уровня. Он, в своё время, может появиться только при подаче на вход C (Clock) сигнала высокого логического уровня, при условии, что на входе D (Data) присутствует сигнал высокого логического уровня. Если в этот момент времени на входе D установлен логический «ноль», сигнал низкого логического уровня появится на входе R (Reset), что приведёт к «сбросу» триггера.
Как сделать реле времени 555 своими руками
Одним из вариантов ознакомления с таймером 555 серии будет изготовление своими руками реле времени. Схема достаточно проста, считается классической и доступна к повторению специалистом любого уровня.
Схема таймера отключения
Запуск производится нажатием тумблера SB1. Длительность подстраивается резистором R2. На представленной схеме среднее время работы находится в пределах 6 секунд. Для его увеличения, без изменения характеристик R2 повышают емкость C1.
Если требуется суточный цикл работы, то понадобится конденсатор на 1600 мкФ. Если устройство будет применяться в условиях, близких к реальности, – количество фарад меняют на более подходящее к нужному времени работы. Расчет производится согласно формуле: T=C1*R2, где C1 емкость соответствующего конденсатора на схеме, R2 среднее сопротивление мегаом подстроечного резистора.
Более точная калибровка времени действия будет устанавливаться в процессе использования переменным резистором R2.
Немного о нумерации используемых контактов микросхемы 555 серии, то есть ее распиновка:
- «Земля» (GND) – минус питания.
- «Запуск» (Trigger) – на контакт поступает импульс, начинающий работу таймера. Инициируется нажатием тумблера.
- «Выход» (Output) – пока таймер активен, на контакте генерируется исходящий сигнал. Его вольтаж равный Vпитания-1,7В, через ограничивающий резистор R3 позволяет открыть базу транзистора VT1. В свою очередь, полупроводниковый усилитель начинает пропускать напряжение на пусковое реле К1, которое уже коммутирует ток к потребителю. Диод VD1 в схеме предотвращает бросок паразитных токов в моменты активации.
- «Сброс» (Reset) – при подаче отрицательного сигнала таймер переводится в 0 и останавливается. Чтобы такого не произошло, в схеме сделан подвод положительного полюса питания через сопротивление к этому контакту.
- «Контроль» (Control Voltage) – для такого простого устройства, этот вход микросхемы соединяется массой через емкость. Подобная конструкция повышает помехоустойчивость всей сборки.
- «Остановка» (Threshold) – в схеме контакт просто присоединен к положительному полюсу питания. В более сложных системах, кратковременное его замыкание на минус остановит работу таймера.
- «Разряд» (Discharge) – контакт предназначен для соединения 555 микросхемы с задающей временный интервал емкостью.
- «Питание» (VCC) – плюс напряжения схемы.
Одновибраторы — Прикладная электроника
Одновибратор — это устройство, которое по внешнему сигналу вьдает один-единственный импульс определенной длительности, не зависящей от длительности входного импульса. Запуск происходит либо по фронту, либо по спаду входного импульса. При этом длительность запускающего импульса особой роли не играет, лишь бы она была не больше длительности вырабатываемого одновибратором импульса, т.е. tи зап
Для одновибратора без перезапуска возникновение на входе нового перепада напряжений той же полярности во время действия выходного импульса игнорируется, для одновибратора с перезапуском длительность выходного импульса в этот момент начинает отсчитываться заново. Как и в случае мультивибраторов, существует огромное количество схемотехнических реализаций этого устройства.
Схема одновибратора приведена на рис. 4.8, а. Он выполнен на двух элементах логики типа 2И-НЕ путем введения положительной обратной связи (выход второго элемента соединен с входом первого).
В исходном состоянии на выходе элемента Э2 имеется уровень “1”, а на выходе элемента Э1- “0”, так как на обоих его входах имеется “1”(запускающие импульсы представляют отрицательный перепад напряжения). При поступлении на вход запускающего отрицательного перепада напряжения на выходе первого элемента появится уровень “1”, т.е. положительный скачок, который через конденсатор С поступит на вход второго элемента. Элемент Э2 инвертирует этот сигнал и уровень “0” по цепи обратной связи подается на второй вход элемента Э1. На выход
элемента Э2 поддерживается уровень “0” до тех пор, пока не зарядится конденсатор С до уровня Uc пор = U1 — Uпор, а напряжение на резисторе R не достигнет порогового уровня Uпор (рис. 4.8, б).
Длительность выходного импульса одновибратора может быть определена с помощью выражения
При работе с цифровыми устройствами достаточно часто требуется формировать импульсы определённой длительности. Эту задачу выполняют специальные устройства — формирователи импульсов. Простейшие формирователи импульсов могут быть реализованы на логических элементах.
Укорачивающие одновибраторы
Рассмотрим схему, приведённую на рисунке 1.
Рисунок 1. Схема укорачивающего одновибратора (ждущего мультивибратора)
Если бы логические элементы не обладали задержкой, то на выходе такой схемы постоянно присутствовал единичный логический уровень. Однако это не так. Сигнал на выходе инвертора задержан по отношению к его входу. Временные диаграммы сигналов на входе и выходе инвертора, а также на выходе схемы логического элемента «И» приведены на рисунке 2.
Как видно из этих временных диаграмм, одновибратор, схема которого приведена на рисунке 1, вырабатывает одиночный импульс по переднему фронту входного сигнала. Длительность импульса на выходе такой схемы будет равна времени задержки инвертора.
Если требуется длительность выходного импульса, большая времени задержки одиночного инвертора, то можно применить дополнительные элементы задержки на пассивных RC элементах. Пример подобной схемы одновибратора приведён на рисунке 3, а временные диаграммы этой схемы — на рисунке 4.
Рисунок 3. Схема укорачивающего одновибратора с использованием RC элементов задержки
Длительность выработанного формирователем импульса можно вычислить исходя из условия разряда конденсатора С. Действительно, пока конденсатор С разряжается до уровня порогового напряжения U, напряжение U2 воспринимается логическим элементом «2И-НЕ» как уровень логической единицы и на его выходе поддерживается уровень логического нуля. С течением времени напряжение на конденсаторе C становится равным Uпор и на выходе логического элемента «2И-НЕ» появится уровень логической единицы. Если считать, что напряжение до начала разряда на конденсаторе было равно напряжению уровня уровень логической единицы U1, то изменение напряжения UC с течением времени можно представить как:
,
следовательно
Длительность импульса равна времени разряда конденсатора до порогового значения Uпор
Рисунок 4. Временные диаграммы укорачивающего одновибратора с использованием RC элементов задержки.
Одновибратор
Формирование импульсов с помощью простейших логических элементов. Одновибратор или ждущий или заторможенный мультивибратор генерирует импульс заданной амплитуды и длительности после прихода запускающего импульса. Одновибратор строят с использованием цепи положительной обратной связи и пороговых элементов. Очень часто в качестве времязадающих элементов в мультивибраторах применяют RC цепочки. Могут быть использованы также линии задержки, отрезки кабеля. Один из способов построения одновибраторов – использование логических элементов.
Условие нормальной работы:
t зап < t имп. . Если это условие не выполняется, то можно укоротить импульс с помощью дифференцирующей цепочки, включенной на входе запуска.
Часто требуется сформировать импульс по логическому перепаду на входе. Одна из возможных схем показана на рисунке. Длительность выходного импульса определяется на этой схеме длительностью схемы задержки ().
Вместо RC цепочки можно включить любой элемент задержки: два последовательно включенных инвертора, линию задержки, отрезок кабеля и т.д. Элемент 2И-НЕ с триггером Шмидта на входе обеспечивает устойчивую работу схемы.
Полупроводниковая промышленность выпускает специализированные микросхемы, с помощью которых при минимальном числе внешних элементов можно строить генераторы импульсов. Пример такой микросхемы в ТТЛ серии – 1533АГ3. В одном корпусе микросхемы имеется 2 независимых элемента. Длительность импульса с выхода каждого элемента равна tимп = 0.5 RC.
Таблица состояний 1533АГ3
Типовые характеристики
Режимы работы NE555
Таймер 555 серии работает в одном из трёх режимов, рассмотрим их более детально на примере микросхемы NE555.
Одновибратор
Принципиальная электрическая схема одновибратора приведена на рисунке. Для формирования одиночных импульсов, кроме микросхемы NE555, понадобится сопротивление и полярный конденсатор. Схема работает следующим образом. На вход таймера (2) подают одиночный импульс низкого уровня, который приводит к переключению микросхемы и появлению на выходе (3) высокого уровня сигнала. Продолжительность сигнала рассчитывается в секундах по формуле:
t=1,1*R*C.
По истечении заданного времени (t) на выходе формируется сигнал низкого уровня (исходное состояние). По умолчанию вывод 4 объединен с выводом 8, то есть имеет высокий потенциал.
Во время разработки схем нужно учесть 2 нюанса:
- Напряжение источника питания не влияет на длительность импульсов. Чем больше напряжение питания, тем выше скорость заряда времязадающего конденсатора и тем больше амплитуда выходного сигнала.
- Дополнительный импульс, который можно подать на вход после основного, не повлияет на работу таймера, пока не истечет время t.
На работу генератора одиночных импульсов можно влиять извне двумя способами:
- подать на Reset сигнал низкого уровня, который переведёт таймер в исходное состояние;
- пока на вход 2 поступает сигнал низкого уровня, на выходе будет оставаться высокий потенциал.
Таким образом, с помощью одиночных сигналов на входе и параметров времязадающей цепочки можно получать на выходе импульсы прямоугольной формы с чётко заданной длительностью.
Мультивибратор
Мультивибратор представляет собой генератор периодических импульсов прямоугольной формы с заданной амплитудой, длительностью или частотой, в зависимости от поставленной задачи. Его отличие от одновибратора состоит в отсутствии внешнего возмущающего воздействия для нормального функционирования устройства. Принципиальная схема мультивибратора на базе NE555 показана на рисунке.
В формировании повторяющихся импульсов участвуют резисторы R1, R2 и конденсатор С1
Время импульса (t1), время паузы(t2), период (T) и частоту (f) рассчитывают по нижеприведенным формулам: Из данных формул несложно заметить, что время паузы не сможет превысить время импульса, то есть достичь скважности (S=T/t1) более 2 единиц не удастся. Для решения проблемы в схему добавляют диод, катод которого соединяют с выводом 6, а анод с выводом 7
Схема работает следующим образом
В момент подачи питания конденсатор С1 разряжен, что переводит выход таймера в состояние высокого уровня. Затем С1 начинает заряжаться, набирая ёмкость до верхнего порогового значения 2/3 UПИТ. Достигнув порога ИМС переключается, и на выходе появляется низкий уровень сигнала. Начинается процесс разряда конденсатора (t1), который продолжается до нижнего порогового значения 1/3 UПИТ. По его достижении происходит обратное переключение, и на выходе таймера устанавливается высокий уровень сигнала. В результате схема переходит в автоколебательный режим
Схема работает следующим образом. В момент подачи питания конденсатор С1 разряжен, что переводит выход таймера в состояние высокого уровня. Затем С1 начинает заряжаться, набирая ёмкость до верхнего порогового значения 2/3 UПИТ. Достигнув порога ИМС переключается, и на выходе появляется низкий уровень сигнала. Начинается процесс разряда конденсатора (t1), который продолжается до нижнего порогового значения 1/3 UПИТ. По его достижении происходит обратное переключение, и на выходе таймера устанавливается высокий уровень сигнала. В результате схема переходит в автоколебательный режим.
Прецизионный триггер Шмитта с RS-триггером
Внутри таймера NE555 встроен двухпопроговый компаратор и RS-триггер, что позволяет реализовывать прецизионный триггер Шмитта с RS-триггером на аппаратном уровне. Входное напряжение делится компаратором на три части, при достижении каждой из которых происходит очередное переключение. При этом величина гистерезиса (обратного переключения) равна 1/3 UПИТ. Возможность применения NE555 в качестве прецизионного триггера востребована в построении систем автоматического регулирования.
Датчики для твердой среды по принципу действия
Как мы уже говорили, некоторые датчики влажности и температуры воздуха универсальны: могут работать в грунте или сыпучих смесях. Также существуют специализированные приборы для решения подобных задач. Собственно, технологий для измерения содержания влаги в сыпучих средах (почва, сухие смеси и пр.) не так много.
Резистивные датчики
Эти детекторы работают по принципу амперметров: а в качестве резистора в цепи выступает среда измерения. Почва или сухая смесь, в зависимости от насыщения водой, меняет электропроводность (или сопротивление). Соответственно меняется и сила протекающего тока. Подобные датчики могут быть только электронными, поскольку механически обеспечить измерение влажности в твердой среде затратно и нецелесообразно.
Два (или больше, для повышения точности) электрода погружаются в среду измерения.
Модуль управления подает на контакты небольшое напряжение, и замеряет значение электрического тока. Чем больше влаги, тем сильнее электроток. Надежная и довольно точная конструкция, не лишена недостатков. Во-первых, электроды должны быть выполнены из материала, стойкого к коррозии и механическим повреждениям. Во-вторых, при калибровке прибора необходимо учитывать содержание солей в почве (или материале).
Емкостные датчики влажности почвы
Пожалуй, самые популярные устройства среди квартирных «земледельцев». Сегодня стало модным выращивать некоторые продукты питания не на огороде, а например, в квартире в Москве. Для обеспечения хорошего урожая применяются технологии интенсивного земледелия под управлением электроники. Контроллер получает информацию о температуре, уровне влажности и освещенности, и моделирует природные условия для вашей грядки на подоконнике.
Если система управления отлажена, нет необходимости ежедневно контролировать процесс роста растений. Достаточно пополнять емкость для полива, и своевременно собирать урожай.
Преимущество такого прибора – возможность работать «на автомате». Кроме того, такой датчик можно сделать своими руками.
Радиолюбитель
Схема стабилизатора тока на таймере 555 для питания светодиодов и других устройств, где требуется поддержание заданного тока при изменении напряжения
На таймере 555 существует множество схем , хочу дополнить этот список ещё одной схемой. Данный стабилизатор был сделан для поддержания тока 0,7 А при изменении питающего напряжения в пределах 10-14,4 вольт. При использовании другого питающего напряжения потребуется дополнительная настройка.
Подбором R1 (t1, рис 2) и R3 (t2,рис 2) можно регулировать максимальный ток, при минимальном напряжении. Подбором R4 регулируется длительность промежутка t3 (рис.3) при максимальном напряжении. Резистором R6 устанавливается требуемый ток стабилизации.
C1 –времязадающий конденсатор, с его помощью задается частота на которой будет работать данная схема. Цепь заряда С1 –R1,VD1. Цепь разряда С1 –VD2, R4, R3 и открытый переход Э-К транзистора VT2. Как только ток нагрузки вырастет до установленного уровня откроется VT1, подав закрывающее напряжение на базу VT2 через R2. Исключая цепь разряда через VT2, остается только VD2, большое сопротивление R4 и выв. 7 таймера. Частота уменьшается до минимума, до тех пор, пока ток не уменьшится ниже установленного уровня. Дроссель L1 намотан на ферритовом кольце НМ2000 K20x4x6 и содержит 50 витков провода диаметром 0,2 мм намотанных параллельно в 5 проводов. Транзисторы VT1, VT2 (кт3107) любые маломощные. Транзистор VT3 выпаян из старой компьютерной материнской платы. Диоды VD1, VD2 высокочастотные кремниевые маломощные, VD3 (диод шоттки) снят с радиатора от сгоревшего компьютерного БП. Если эту схему предполагается использовать при токах более 1 А транзистор VT3 следует установить на теплоотвод. Данную схему можно применить не только для светодиодов, а так же для ламп, электродвигателей, там где необходим стабилизированный ток при изменении питающих напряжений.
Печатная плата устройства в формате .lay:
Печатная плата таймера на 555 в формате .lay (50.3 KiB, 1,708 hits)
Программа для расчета частоты таймера 555:
Скачать программу:
Программа для расчета частоты таймера 555 (343.7 KiB, 2,232 hits)
Справочные данные по таймеру 555: Таймер 555 – аналоговая интегральная схема, устройство для формирования (генерации) одиночных и повторяющихся импульсов со стабильными временными характеристиками. Применяется для построения различных генераторов, модуляторов, реле времени. Российскими аналогами таймеров типа 555 являются КР1006ВИ1 и КР1087ВИ2. КР1087ВИ3 — сдвоенный таймер (аналог 556); КР1087ВИ1 — счетверённый таймер (аналог 558). Следует заметить, что таймер КР1006ВИ1 по своей логике работы имеет одно отличие от прототипа NE555, а именно вход останова R отечественной микросхемы имеет приоритет над входом запуска S, а у других микросхем — наоборот. Данное обстоятельство не отражено в официальной документации к микросхеме КР1006ВИ1 и потому нередко становилось причиной проблем у неискушённых радиолюбителей. К счастью, в большинстве конструкций, где используется таймер, приоритеты входов R и S не играют роли. Выпускаются различные экономичные аналоги таймера, выполненные по КМОП-технологии, например это микросхемы ICM7555IPA, GLC555 и их отечественный аналог КР1441ВИ1.
Основные параметры таймера 555:
Микросхема состоит из делителя напряжения с двумя опорными напряжениями для сравнения, двух прецизионных компараторов (низкого и высокого уровней), RS-триггера с дополнительным входом сброса, транзисторного ключа с открытым коллектором и выходного усилителя мощности для увеличения нагрузочной способности.
Номинальное напряжение питания базовой версии микросхемы может находиться в пределах от 5 В ± 10 % до 15 В ± 10 % (т. е. 4,5…16,5 В), однако некоторые производители подняли верхний предел напряжения питания до 18 В. КМОП-версии отличаются возможностью работы при пониженном напряжении питания (от 2 В).
Потребляемый микросхемой ток может достигать величины 6…15 мА в зависимости от напряжения питания (6 мА при VCC = 5 В и 15 мА при VCC = 15 В). Типовое потребление бывает меньше и обычно составляет 3…10 мА в состоянии низкого уровня и 2…9 мА — в состоянии высокого. Ток потребления КМОП-версий таймера не превышает сотен микроампер.
Максимальный выходной ток для отечественной КР1006ВИ1 и КМОП-версий таймера составляет 100 мА. Большинство ныне выпускаемых зарубежных аналогов, выполненных по биполярной технологии, допускает выходной ток до 200 мА и более.
Смотреть (скачать) даташит таймера 555:
Даташит таймера 555 (239.1 KiB, 3,440 hits)
Область применения НЕ555
Возможности микросхемы дают широкий спектр техники, в которой она используется. Мультивибраторы на 555 серии встречаются практически во всех схемах генерации сигналов.
Примером служат различные звуковые и световые оповещающие устройства, детекторы металла, освещенности, влажности или касания. Таймер, заложенный в микросхему, позволяет создавать реле времени, для контроля работы различного оборудования по определенным человеком периодам.
Варианты исполнения в виде триггера Шмитта применяются как фильтрующие преобразователи зашумленных сигналов, для придания им правильной прямоугольной формы. Актуальность подобные схемы имеют и в цифровой технике, в которой используются только два вида импульсов – его наличие и отсутствие.
Описание схем на NE555
Там же, в даташите, приводятся основные схемы схемы включения NE555. На их основе можно строить электронные узлы для различных целей.
Одновибратор
Схема одновибратора (ждущего мультивибратора)
Схема одновибратора, рекомендуемая разработчиками, показана на рисунке. Изначально на входе 2 высокий уровень, на выходе низкий, транзистор, присоединенный к выходу Discharge открыт, конденсатор С разряжен. При появлении на входе 2 (TRIG) уровня LOW, на выходе микросхемы появляется уровень HIGH, транзистор DISCH закрывается, конденсатор С начинает заряжаться, при достижении на нем 2/3 от VCC на выходе напряжение сбрасывается в низкий уровень. Так формируется единичный импульс, длительность которого определяется элементами Ra и С, и может быть рассчитана, как T=1,1*Ra*C. Очевидно, что длительность выходного импульса не зависит от длительности перепада на входе 2. Запускающий импульс должен иметь длину от 10 мкс до длительности выходного импульса.
Реле времени
Схема реле времени
На базе одновибратора можно построить реле времени, формирующее сигналы, длящиеся заданный период времени. Включение микросхемы принципиально не отличается от предложенной производителем. Частота задается цепочкой R2C1. При указанных номиналах при нажатии на кнопку на выводе 3 появляется положительный импульс длиной около 6 секунд. Потенциометром R2 можно регулировать это время. При необходимости изменить диапазон длительности, надо подобрать значения номиналов цепочки R2C1 – увеличение сопротивления и (или) ёмкости ведет к увеличению длительности и наоборот. Микросхема управляет электромагнитным реле, включенным через транзисторный ключ.
Мультивибратор
Несколько изменив схему подключения времязадающих элементов, на базе таймера можно построить мультивибратор.
Мультивибратор на NE555
Здесь цепь заряда конденсатора выполнена в виде последовательной цепочки RaRb, а разряжается через резистор Rb. Частота следования импульсов определяется по соотношению f = 1.44/(Ra + 2Rb)*C , а период – T=0.693(Ra + 2Rb)*C. Длительность положительного импульса равна th = 0.693(Ra +Rb)*C.
Схема с мигающими светодиодами
Если подключить к выходу микросхемы пару светодиодов с токоограничивающими резисторами, можно организовать мигалку. Если на выходе уровень LOW, будет светиться верхний светодиод (можно поставить с зеленым цветом свечения), а если HIGH – нижний (красный на схеме).
Улучшенный мультивибратор
Устранить эту проблему можно, разделив цепи заряда и заряда конденсатора диодами. На приведенной схеме конденсатор С1 заряжается через цепь из диода D1 и нижней части потенциометра Р1 (если на выходе микросхемы высокий уровень), а разряжается через D2, Р2 и верхнюю часть Р1.
Схема мультивибратора с раздельной регулировкой
Широтно-импульсный модулятор
Используя вывод 5 (CONT), можно построить широтно-импульсный модулятор (ШИМ). Частота генерации задается цепочкой RaC. Модулирующий сигнал подается на вывод CONT. Ширина импульсов на выходе определяется уровнем напряжения на выводе CONT. На диаграмме показан результат модуляции синусоидальным сигналом, но это не принципиально – форма модулирующего сигнала может быть любой. Лучше подавать управляющий сигнал через конденсатор, чтобы исключить постоянную составляющую.
Схема ШИМ и осцилограммы напряжения
Последовательный таймер
Таймеры можно соединять последовательно – например, для последовательной активации участков испытательного оборудования и т.п. Срабатывание одного таймера запускает следующий и так по цепочке. Можно применять NE555 в режиме генераторов или одновибраторов, с модуляцией или без модуляции. Это позволяет строить гибкие схемы выдачи импульсов.
Последовательный таймер с тремя выходами
Пример такой схемы приведен на рисунке. Запуск цепочки инициализируется нажатием кнопки S.
Приведенные схемы не охватывают применение микросхемы исчерпывающе. Они лишь иллюстрируют некоторые возможности построения электронных узлов на базе таймера. По мере изучения можно открывать для себя все новые возможности микросхемы и использовать ее для решения различных задач.