ООО «Киберфизика» г. Москва, Долгопрудненское шоссе, д. 3

info@cyberphysica.ru

12. 555 - это не круглый отличник, а таймер

Опубликовано: 25.08.2016

 

 

 

 

 

 

Компоненты:
- светодиоды: 2 шт.
- микросхема NE555
- конденсатор 10 мкФ
- резистор 6,8 кОм (синий- серый –красный–золотой)
- резистор 33 кОм (оранж.-оранж.- оранж. –золотой)
- резистор 220 Ом (красный–красный–коричневый–золотой): 2 шт.
- перемычки

Два светодиода будут мигать по очереди, как и в прошлом эксперименте.

Этот проект познакомит вас с самой популярной микросхемой в мире – таймером 555. Генератор импульсов, который мы изучали ранее, можно собрать не только на отдельных транзисторах. Иногда быстрее и проще это сделать с помощью микросхемы 555, которая уже содержит в своем составе более двух десятков транзисторов, резисторы и диоды.


Сборку схемы надо начать с установки микросхемы на макетку. Расположите ее над жёлобом макетной платы. Важно поставить микросхему правильно. В этом примере, как и в последующих, микросхема установлена так, что полукруглая выемка (или точка) на корпусе расположена слева, как на рисунке монтажной схемы. У новых микросхем расстояние между рядами выводов может быть чуть больше, чем требуется для установки на макетку, и их потребуется чуть-чуть подогнуть, делайте это очень аккуратно.

 


Интегральная микросхема – это полноценная работающая электронная схема, помещенная в корпус. Всё взаимодействие с микросхемой происходит через выводы. Выводы по-английски называются «pins» («булавки») и в разговорной речи часто называются «пины».

На рисунке ниже указана нумерация выводов микросхемы, она начинается с левого верхнего угла, и идет против часовой стрелки. Последний вывод - это правый верхний. Определить, где у микросхемы верх, можно по так называемому ключу — полукруглому вырезу (выемке) в торце, либо через нарисованную (или вдавленную) точку.


Для каждой микросхемы, как и в случае с транзисторами, производитель указывает ее цоколевку, то есть назначение ее выводов. На картинке, чтобы было понятнее, выводы питания раскрашены в красный цвет, входы – в зеленый, а выходы в синий.


Рассмотрим, какие выводы есть у таймера 555.


Земля (GND) - вывод, который подключается к минусу питания


Запуск (Trigger) - при подаче на этот вход импульса низкого уровня таймер запускается и на выходе устанавливается напряжение высокого уровня.


Выход (Output) – здесь появляется напряжение высокого уровня - импульс. Отсюда можно снять сигнал и отправить его на светодиод, зуммер, транзистор, другую микросхему – да куда угодно!


Сброс (Reset) – когда на нем низкий уровень, происходит сброс выхода в состояние низкого уровня. В нашей схеме сейчас этот вывод не используется, подключаем его на «плюс» питания, чтобы не было случайных сбросов.


Управление (Control voltage) - подачей напряжения на этот вывод можно регулировать частоту таймера. Мы не будем его использовать. Часто рекомендуют подключить этот вывод к минусу питания через конденсатор 0,01 мкФ для уменьшения уровня помех.


Порог (Threshold) – когда на нем высокий уровень, таймер останавливается, и выход сбрасывается в состояние низкого уровня.


Разряд (Discharge) – этот вывод используют для разрядки внешнего конденсатора, когда на выходе микросхемы низкий уровень.


Плюс питания (VCC) – понятно и без расшифровки.


Давайте разберемся - как работает этот таймер? Его режим работы задается тремя элементами: двумя резисторами и одним конденсатором. Резисторы нужны, чтобы отрегулировать время заряда и разряда конденсатора. А без конденсатора ничего работать не будет!


Вот, что происходит в этой схеме: подаем питание на схему, конденсатор начинает заряжаться. Пока он не зарядился, на входе 2 (Запуск) уровень напряжения низкий, а на выходе - высокий уровень. Конденсатор заряжается, и на входе 6 (Порог) уровень напряжения становится высокий, а значит, на выходе 3 и одновременно на выходе 7 («Разряд») устанавливается низкий уровень. Конденсатор начинает разряжаться через резистор R2 на выход 7 («Разряд»). Когда он разрядится, на входе 2 (Запуск) снова установится низкий уровень напряжения, а на выходах 3 и 7 – высокий. И всё опять начинается снова!

Изменяя номиналы резисторов R1 и R2, а также ёмкость самого конденсатора, мы можем изменять продолжительность его заряда и разряда в единицу времени, а значит и частоту колебаний на выходе таймера, и другие параметры. Подробнее расскажем об этом в описании следующих схем.

Интересный факт - история этой микросхемы началась в далеком 1971 году, когда впервые была изготовлена микросхема 555 под названием "Интегральный таймер" (The IC Time Machine). Сразу после выхода в свет, микросхема завоевала бешеную популярность. Широко применялась в электронной аппаратуре, а о самом таймере были написаны множество статей и книг.