מעגל הטיימר 555 הוא שבב פשוט המשמש לתזמון ולבקרת פולסים. הוא יכול ליצור עיכובים, פולסים חד-פעמיים ואותות גלים מרובעים חוזרים. בתוך חבילת 8 הפינים שלו, היא משתמשת במשווים, פליפ-פלופ ושלב פריקה כדי להחליף את הפלט ל-HIGH או LOW. מאמר זה מספק מידע על ה-pinout שלו, מצבים, שימושים, תזמון RC ופתרון תקלות.
יסודות ה-555 טיימר IC
מעגל הטיימר 555 הוא שבב פשוט המשמש לתזמון ולבקרת פולסים. הוא יכול ליצור עיכובים, אותות חוזרים וגלי פלט יציבים. בתוך חבילת 8 הפינים שלו, היא משתמשת במשווים, פליפ-פלופ ושלב יציאה כדי לשלוט כיצד האות נדליק ונכבה.
555 טיימר IC פין
| פין | שם | מאפיינים |
|---|---|---|
| 1 | GND (אדמה) | הארקה, כרמה נמוכה (0V) |
| 2 | טריג(טריגר) | כאשר מתח הפין יורד ל-1 / 3VCC (או למתח הסף שנקבע על ידי הבקר), הפלט מקבל גבוה. |
| 3 | בחוץ | פלט ברמה גבוהה (+VCC) או ברמה נמוכה. |
| 4 | RST (איפוס) | כאשר פין זה מקבל את טיימר החשמל, השבב מתאפס כאשר הפין מחובר לאדמה, והפלט נמוך. |
| 5 | CTRL (בקרה) | מתח הסף של השבב נשלט. (כאשר הפין ריק, מתח שני הספים ברירת המחדל הוא 1 / 3Vcc ו-2 / 3Vcc). |
| 6 | THR (סף) | כאשר מתח הפין עולה ל-2 / 3VCC (או סף המתח שנקבע על ידי הבקר), הפלט יורד. |
| 7 | DIS (שחרור) | שער ה-OC הפנימי משמש לפריקת הקבל. |
| 8 | V +, VCC (הספק) | ספק רמות גבוהות של כוח לשבב. |
דיאגרמת מעגל טיימר 555
הטיימר 555 פועל על ידי השוואת המתחים בכניסות הסף (פין 6) והטריגר (פין 2) מול שתי רמות ייחוס קבועות שנוצרות על ידי שלושת הנגדים הפנימיים של 5 קילואום. הפניות אלו מגדירות נקודות החלפה בכ-2/3 VCC ו-1/3 VCC. כאשר מתח הטריגר יורד מתחת לרמה התחתונה, המנעול הפנימי מתייצב, ושלב היציאה מפעיל את פין 3 גבוה. כאשר מתח הסף עולה מעל הרמה העליונה, הנעילה מתאפסת, והפלט יורד נמוך. טרנזיסטור הפריקה (פין 7) נדלק במצב היציאה הנמוכה כדי לפרוק במהירות את קבל התזמון החיצוני דרך מסלול נגד, תוך שליטה במחזור התזמון.
מפרט טכני של מעגל טיימר 555
| מתח ספק הכוח (VCC) | 4.5-16 V |
|---|---|
| זרם תפעול מדורג (VCC = +5 וולט) | 3-6 mA |
| זרם תפעול מדורג (VCC = +15 וולט) | 10-15 mA |
| זרם יציאה מקסימלי | 200 mA |
| צריכת חשמל מרבית | 600MW |
| צריכת חשמל תפעולית מינימלית | 30MW (5V), 225MW (15V) |
| טווח טמפרטורות | 0-70 מעלות צלזיוס |
מצבי IC של טיימר 555
מצב יציבות יחיד
במצב יציב יחיד, מעגל הטיימר 555 מפיק פולס יציאה אחד לאחר קבלת אות טריגר. כאשר קלט הטריגר יורד מתחת לשליש מה-VCC, הפלט עובר ל-HIGH, ותהליך התזמון מתחיל. קבל מתחיל לטעון דרך נגד, והיציאה נשארת גבוהה בזמן שזה קורה. כאשר מתח הקבל עולה ל-2/3 מ-VCC, היציאה מתחלפת ל-LOW, והפולס מסתיים. אורך הפולס תלוי בערכי הנגד והקבל, ולכן שינוי רשת ה-RC משנה כמה זמן הפלט נשאר גבוה. לפני ההפעלה הנוספת, הקבל חייב לקבל מספיק זמן לפריקה כדי שהפולס הבא יעבוד כראוי.
מצב סטטי כפול
במצב Double Stead, מעגל הטיימר 555 פועל כמו מעגל זיכרון פשוט. הוא יכול להישאר במצב אחד עד שקלט אחר משנה אותו. במצב זה, פין 2 (הדק) ופין 4 (איפוס) נשמרים בדרך כלל גבוה באמצעות חיבורי משיכה למעלה. פין 6 (סף) מחובר לאדמה. פין 5 (בקרה) מחובר לאדמה דרך קבל קטן, בדרך כלל בין 0.01 ל-0.1 מיקרופרה, כדי לסייע בשמירה על יציבות המעגל. פין 7 (פריקה) אינו משמש לתזמון במערכת זו. כאשר פין 2 נמשך נמוך, היציאה עוברת למצב שנקבע. כאשר פין 4 מחובר לאדמה, הפלט מתאפס חזרה למצב ההפוך.
ללא מצב יציב
במצב לא יציב, מעגל הטיימר 555 יוצר אות גל מרובע חוזר מבלי לעצור. קבל נטען ופורק שוב ושוב, וזה גורם לפלט לעבור בין HIGH ל-LOW באופן רציף. נגד R1 מתחבר מ-VCC לפין 7 (פריקה), ונגד R2 מתחבר מפין 7 לפין 2 (טריגר). פין 2 (טריגר) ופין 6 (סף) מחוברים יחד כך שהם עוקבים אחרי מתח הקבל. הקבל נטען דרך R1 ו-R2 עד שהוא מגיע לשני שלישים מה-VCC, מה שהופך את היציאה. לאחר מכן הקבל מתפרק דרך R2 עד שהוא יורד לשליש מה-VCC, והפלט מתהפך שוב. הערכים של R1, R2 והקבל שולטים בתדר ובתזמון HIGH-LOW. ניתן גם להניח דיודה על פני R2 כדי לשנות את מסלול הטעינה ולהפחית את מחזור העבודה כאשר נדרש זמן HIGH קצר יותר.
יישומים שונים של מעגל טיימר 555
LED מהבהב
יוצר אפקט הבהוב פשוט-ON-OFF עבור נורות LED אחת או יותר באמצעות נגד תזמון וקבל.
טיימר השהיה (עיכוב הפעלה)
מדליק מכשיר אחרי עיכוב זמן מוגדר, שימושי כשרוצים שהפלט יחכה לפני ההפעלה.
גנרטור פולסים חד-פעמי
מפיק פולס יחיד כאשר מופעל, ומשמש לעיתים ליצירת אותות תזמון קצרים.
גנרטור גלים מרובעים (אות שעון)
מייצר פלט גל ריבועי יציב שניתן להשתמש בו כאות שעון למעגלים דיגיטליים.
גנרטור 6.5 PWM (בקרת בהירות או מהירות)
שולט במחזור העבודה של היציאה כדי להתאים את בהירות ה-LED או מהירות מנוע ה-DC.
מחולל צלילים (צליל זמזם)
יוצר אות תדר שמע בסיסי שיכול להפעיל רמקול קטן או זמזם.
מעגל אזעקה / סירנה
יוצר דפוסי קול חוזרים על עצמם על ידי שינוי התדר לאורך זמן.
מודולציית רוחב פולס לבקרת סרוו
מסייע ביצירת פולסים מתוזמנים שניתן להשתמש בהם ליישומי בקרת סרוו פשוטים.
מחלק תדרים
מפחית את תדר אות פולס הקלט על ידי יצירת פולסים איטיים יותר.
גלאי פולסים חסר
מזהה כאשר אות פולס חוזר נעצר ואז מפעיל את הפלט.
משפחת מעגלים משולבים טיימרים 555 ושבבים נגזרים
| יצרן (Mfr) | מספר חלק (מספר חלקיק) | הערות |
|---|---|---|
| אבאגו טכנולוגיות | Av-555M | - |
| פתרונות סיליקון מותאמים אישית | CSS555 / CSS555C | CMOS, מתח עבודה מינימלי 1.2 וולט, IDD < 5 מיקרואמפר |
| CEMI | ULY7855 | - |
| א.ק.ג: פיליפס | ECG955M | - |
| אקסאר | XR-555 | - |
| פיירצ'יילד סמיקונדקטור | NE555 / KA555 | - |
| האריס | HA555 | - |
| IK Semicon | ILC555 | CMOS, מתח עבודה מינימלי 2 וולט |
| אינטרסיל קורפוריישן | SE555 / NE555 | - |
| אינטרסיל קורפוריישן | ICM7555 | CMOS |
| מערכות ליתיות | LC555 | - |
| מיישין | ICM7555 | CMOS, מתח עבודה מינימלי 2 וולט |
| מוטורולה | MC1455 / MC1555 | - |
| NTE סילבניה | NTE955M | - |
| RCA | CA555 / CA555C | - |
| STMicroelectronics | NE555N / K3T647 | - |
| TI (טקסס אינסטרומנטס) | SN52555 / SN72555 | - |
| TI (טקסס אינסטרומנטס) | TLC555 | CMOS, מתח עבודה מינימלי 2 וולט |
| זטקס | ZSCT1555 | מתח עבודה מינימלי 0.9 וולט |
| NXP | ICM7555 | CMOS |
| HFO | B555 | - |
| היטאצ'י | HA17555 | - |
תחליפי מעגלים משולבים לטיימר 555 וחלופות תואמות
החלפות ישירות (תואמות לפינים)
• NE555
• LM555
• SE555
• KA555
• SA555
• RC555
• MC1455
חלופות CMOS 555 (הספק נמוך יותר)
• TLC555
• LMC555
• ICM7555
• 7555
בחירת ערכי תזמון RC של 555 טיימר
• להשתמש בקבלים יציבים ככל האפשר כדי לשמור על תזמון הטיימר 555 מדויק ועקבי יותר.
• להימנע משימוש בערכי קבלים קטנים מאוד, כי הם עלולים להפוך את המעגל לרגיש יותר לרעש ולגרום להפעלה לא רצויה.
• אל תשתמש בערכי נגד גבוהים מאוד, שכן הם עלולים לגרום לטעויות תזמון ולהפוך את הפלט לפחות יציב.
• תמיד לחבר את פין האיפוס כראוי, כי השארת פין צף עלולה לגרום לאיפוס אקראי של IC טיימר 555 או להפסיק לפעול כראוי.
פתרון תקלות ותיקונים ב-IC של טיימר 555
| בעיה | סיבה אפשרית | תיקון |
|---|---|---|
| פלט תמיד גבוה | פין ההדק תקוע נמוך | תוודא שהפין 2 לא נמשך למטה |
| פלט תמיד נמוך | פין איפוס נמוך | משוך את פין האיפוס גבוה כדי שהטיימר יוכל לרוץ |
| אין תנודות | חיווט נגד/קבל שגוי | בדוק מחדש את החיבורים R1, R2 ו-C |
| פלט לא יציב | רעש המשפיע על פין 2 או פין 5 | הוסף קבל קטן לסינון |
| תדר שגוי | ערכי R או C שגויים | חשב מחדש את ערכי התזמון באמצעות הנוסחאות הנכונות |
סיכום
מעגל הטיימר 555 פועל על ידי השוואת מתחי טריגר וסף לרמות קבועות ב-1/3 VCC ו-2/3 VCC. הוא יכול לפעול במצבים מונוסטביל, דו-יציב ויציב כדי ליצור פולסים או תנודות יציבות. עם ערכי RC נכונים וטיפול נכון בפיני RESET ו-CONTROL, היציאה נשארת יציבה, והתזמון נשאר מדויק.
שאלות נפוצות [שאלות נפוצות]
איזה ערך קבל משמש בפין הבקרה (פין 5)?
השתמש בקבל של 0.01 מיקרופר (10 ננו-פרייט) מפין 5 ל-GND כדי להפחית רעש ולשפר יציבות.
האם פלט 555 מגיע ל-VCC מלא כשהוא גבוה?
לא תמיד. ה-HIGH של הפלט קרוב ל-VCC, אבל הוא עלול לרדת נמוך יותר בעת הפעלת עומס.
למה מעגל משולב עם טיימר 555 מתחמם?
הוא מתחמם כשהוא מפעיל זרם יציאה גבוה, פועל במתח גבוה, או מתג לעיתים קרובות.
האם טיימר 555 יכול להפעיל ממסר ישירות?
רק כמה ממסרים קטנים. רבים מהממסרים זקוקים ליותר זרם, ולכן דרייבר טרנזיסטור ודיאודה פליבק בטוחים יותר.
למה ה-555 מופעל באקראי?
הפעלה אקראית נגרמת מרעש, הארקה לקויה או סינון כוח חלש.
מה ההבדל העיקרי בין ביפולר 555 ל-CMOS 555?
Bipolar 555 צורך יותר זרם ומניע עומסים טוב יותר. CMOS 555 צורך פחות חשמל ועובד טוב יותר לתזמון בעוצמה נמוכה.