Интегральный компонент NE555 является универсальным таймером с широкими возможностями управления. Микросхема имеет 8 выводов: 2 – электропитание, 2 цифровых выхода и 4 линии для аналогового и цифрового управления.
Таймер может быть выполнен по КМОП-технологии или структуры ТТЛ, все входы и выход совместимы с различными типами логики при соответствующем напряжении питания.
Особенности и электрические параметры
NE555 – это генератор одиночных или повторяющихся импульсов, продолжительность которых устанавливается времязадающей цепью, состоящей из конденсатора и резистора или индуктивности. Электропитание лежит в диапазоне от 4,5В до 16В (номинальное 5 – 15В), логический 0 имеет напряжение около 0,25В, логическая 1 – на 1,7В меньше напряжения питания.
Переход логического состояния из 0 в 1 осуществляется при подаче на вход напряжения, не менее 1/3 номинала питания, а из 1 в 0 при уменьшении входного напряжения ниже 0,7В. Время переключения выходного каскада – около 100 нс. Максимальная частота генерации – 0,5МГц, мощность рассеивания – 0,6Вт. Подробнее о функциях микросхемы рассказывается в видео.
Режимы работы NE555
Микросхема NE555 таймер, работает в 2-х основных режимах:
- Моностабильный (ждущий одновибратор);
- Мультивибратор.
Для реализации ждущего одновибратора, необходимо подключить ёмкость к выводам 6 и 7 относительно минусовой шины питания, а к плюсу через резистор, сопротивлением от 3кОм и выше (см. схему).
Короткий импульс логической 1 на входе 2 сгенерирует на выходе 3 таймера сигнал длительностью Т=1,1×R×C. Если продолжительность входного импульса больше периода, образованного времязадающей цепью, то выход будет повторителем входа.
Для построения мультивибратора необходим делитель зарядно/разрядной цепи, состоящий из 2-х резисторов (см. схему). Длительность (в секундах) периода логической 1 составляет: Т1 = 0,695(R1+R2)×С, а паузы (логического 0) – Т2 = 0,695×R1×C. Вывод 5 в обоих схемах зашунтирован конденсатором С*.
3 наиболее популярные схемы на основе NE555
На описываемом таймере 555 можно собрать простые устройства, которые могут служить адаптерами к различным приборам.
Периодический включатель нагрузки
Если требуется включать нагрузку с определённой периодичностью, то можно применить знаменитую схему проверки микросхемы NE555. Здесь она дополнена ключом на транзисторе VT1 и реле P1. Таймер циклически включает нагрузки, его можно собрать своими руками.
Ёмкостью конденсатора С1 и сопротивлением резистора R4 устанавливают требуемый интервал включения и паузы. Номиналы можно рассчитать по формуле определения длительности периодов, указанной выше.
Звуковой сигнализатор с электронной блокировкой
Иногда возникает необходимость дополнить какое-либо устройство звуковой сигнализацией. Схема генератора звуковых колебаний 1 кГц изображена на рисунке.
Сигнал низкого уровня, подаваемый на вход 4 таймера, блокирует (выключает) звуковую сигнализацию.
Сенсорный включатель нагрузки
Таймер NE555 можно использовать для построения сенсорного триггера, если устройство питается от сетевого выпрямителя (адаптера). При питании от батареи оно может быть не чувствительно к прикосновению до сенсорных площадок. Принципиальная схема переключателя изображена на рисунке.
Триггер, находящийся внутри интегральной микросхемы устанавливается в устойчивое состояние логической 1 при прикосновении к площадке «ON», вывод 2 (запуск) микросхемы. При этом включается реле P1 транзистором Т1. Касание площадки «OFF», вывода 6 (остановка) сбрасывает триггер и реле выключается.
Размеры для разных типов корпусов
Микросхема NE555 выпускается в корпусе PDIP-8, SO-8 или даже PDIP-14, также CerDIP-14, но последних используется только 8 выводов. Габариты прямоугольной части пластикового 8-выводного корпуса: 9,53мм× 7,49мм, толщина 3,81. Ширина микросхемы, включая выводы, – 8,26 мм, высота изделия, установленного на плате – 4,57мм. Вариант корпуса SO-8, предназначенный для SMD-монтажа, имеет габариты: 4,8мм×3,81мм×1,35мм, при этом ширина изделия с выводами – от 5,8мм, до 6,2мм.
Расположение и назначение выводов
Распиновка и обозначение выводов микросхемы NE555 изображены на рисунке.
Опорное напряжение первого компаратора (инверсный его вход связан с выводом 5 – контроль) составляет 2/3 номинала питания (вывод 8). Значение напряжения прямого входа второго компаратора – 1/3 питания, делитель находится внутрисхемно. Прямой вход первого компаратора – вывод 6 (остановка), инверсный второго – 2 (запуск).
Вывод 4 (сброс), при логическом 0 (соединении его с минусовым выводом питания – выводом 1) принудительно устанавливает 0 на основном выходе таймера (вывод 3). Его состояние дублирует второй выход таймера – вывод 7 (разряд), выполненный по схеме каскада с открытым коллектором. Его можно использовать для разряда ёмкости времязадающей цепи. Первый компаратор осуществляет установку триггера в состояние логической 1 на выходе таймера, второй – сбрасывает его.
Области применения
Используется интегральный таймер NE555 в цифровой и аналоговой электронике, также в системах автоматики. Универсальность этого устройства заключается в том, что его входы/выходы легко совместимы с логикой ТТЛ и КМОП. А большой диапазон питающего напряжения, с отсутствием необходимости в средней точке, позволяет без дополнительных компонентов обеспечить согласование по электропитанию в схемах различных стандартов логических состояний.
Преобразователь напряжения с 12В на 24В
Интегральный таймер NE555 можно использовать для построения преобразователей напряжения. Схема одного из вариантов DC/DC-конвертации 12В в 24В изображена на рисунке.
Достоинством данной топологии является наличие гальванической развязки. Это позволяет объединить контакт с корпусом изделия для напряжений различной полярности либо надёжно изолировать токоведущие части входа/выхода. Трансформатор намотан на кольце из феррита, который можно взять их блоков питания от старых компьютеров – дроссельных фильтров.
На микросхеме NE555 собран генератор импульсов, частотой около 22кГц, управляемый обратной связью через оптрон VA1. Полевой транзистор с N-каналом возбуждает первичную обмотку трансформатора Т1 преобразователя. Светодиод оптрона включается при электрическом пробое стабилитрона VD1, начальное напряжение стабилизации для КС224Ж составляет 22,8В. При достижении напряжения на выходе и конденсаторе С2 примерно 24В, транзистор оптрона блокирует работу генератора. По мере разряда С2 через нагрузку, светодиод оптрона гаснет, и работа генератора возобновляется.
Достоинства и недостатки
Эффективные характеристики NE555 – простота и минимум элементов обвязки. Также невысокая стоимость устройства сочетается с возможностью согласования со многими типами цифровых компонентов. Недостаток заключается в высокой зависимости параметров генерируемых импульсов от питающего напряжения, стабилизацией которого, можно легко это устранить. Также микросхема в момент переключения может создавать незначительные помехи по цепи питания. Если они существенны, то необходимо питать её через фильтр.
Отечественные и зарубежные производители
Отечественные производители выпускали микросхему под названием КР1006ВИ1 – аналог NE555. Белорусский «Интеграл» изготавливает такое устройство под маркировкой IN555. Также Рижская фабрика в Латвии «Аlfa Rpar» выпускает подобные таймеры сдвоенных вариантов в 14-выводных корпусах.
Какие существуют аналоги
Интегральный таймер имеет аналоги, представленные в таблице.
Для подробного ознакомления с техническими характеристиками описываемого компонента можно использовать datasheet ha17555.
