Guida utente del timer Jameco 555

Tutorial sul timer Jameco 555

Informazioni sul prodotto

Specifiche

• Nome prodotto: 555 Timer IC
• Introdotto: oltre 40 anni fa
• Funzioni: Timer in modalità monostabile e oscillatore ad onda quadra in modalità astabile
• Pacchetto: DIP a 8 pin

Istruzioni per l'uso del prodotto

• Collegare il pin 1 (terra) alla terra del circuito.
• Applicare un basso volumetagInviare un impulso al pin 2 (Trigger) per portare l'uscita (pin 3) a livello alto.
• Utilizzare il resistore R1 e il condensatore C1 per determinare la durata dell'uscita.
• Calcolare il valore R1 utilizzando R1 = T * 1.1 * C1, dove T è l'intervallo di tempo desiderato.
• Per una temporizzazione precisa, evitare di utilizzare condensatori elettrolitici.
• Utilizzare valori di resistenza compresi tra 1K ohm e 1M ohm per i timer 555 standard.
• Collegare il pin 1 (terra) alla terra del circuito.
• Il condensatore C1 si carica attraverso i resistori R1 e R2 in modalità astabile.
• L'uscita è alta mentre il condensatore è in carica.
• L'output diminuisce quando il volumetage attraverso C1 raggiunge i 2/3 del volume di fornituratage.
• L'output torna alto quando il volumetage attraverso C1 scende sotto 1/3 del volume di fornituratage.
• Il pin di messa a terra 4 (Reset) arresta l'oscillatore e imposta l'uscita su bassa.

Come configurare un circuito integrato timer 555

Tutorial sul timer 555
Di Philip Kane
Il timer 555 è stato introdotto oltre 40 anni fa. Grazie alla sua relativa semplicità, facilità d'uso e basso costo, è stato utilizzato in migliaia di applicazioni ed è ancora ampiamente disponibile. Qui descriviamo come configurare un circuito integrato 555 standard per svolgere due delle sue funzioni più comuni: come timer in modalità monostabile e come oscillatore a onda quadra in modalità astabile.

Il pacchetto tutorial del timer 555 include

• http://www.jameco.com/webapp/wcs/stores/servlet/ProductDisplay?langId=-1&storeId=10001&productId=20601&catalogId=10001
• http://www.jameco.com/webapp/wcs/stores/servlet/ProductDisplay?langId=-1&storeId=10001&productId=546071&catalogId=10001
• http://www.jameco.com/webapp/wcs/stores/servlet/ProductDisplay?langId=-1&storeId=10001&productId=691585&catalogId=10001
• http://www.jameco.com/webapp/wcs/stores/servlet/ProductDisplay?langId=-1&storeId=10001&productId=690700&catalogId=10001
• http://www.jameco.com/webapp/wcs/stores/servlet/ProductDisplay?langId=-1&storeId=10001&productId=333973&catalogId=10001
• http://www.jameco.com/webapp/wcs/stores/servlet/ProductDisplay?langId=-1&storeId=10001&productId=545588&catalogId=10001

555 Segnali e pinout (DIP a 8 pin)

La figura 1 mostra i segnali di ingresso e di uscita del timer 555 così come sono disposti attorno a un package dual-in-line (DIP) standard a 8 pin.

• Pin 1 – Terra (GND) Questo pin è collegato alla terra del circuito.
• Pin 2 – Trigger (TRI) A bassa vol.tage (meno di 1/3 del volume di fornituratage) applicato momentaneamente all'ingresso Trigger fa sì che l'uscita (pin 3) vada alta. L'uscita rimarrà alta finché non si verifica un volume elevatotage viene applicato all'ingresso Threshold (pin 6).
• Pin 3 – Uscita (OUT) Nello stato basso dell'uscita il voltage sarà vicino a 0V. Nello stato di uscita alto il voltage sarà 1.7 V inferiore alla tensione di alimentazionetage. Per esempioample, se il volume di fornituratage è un'uscita ad alto volume da 5 Vtage sarà 3.3 volt. L'uscita può generare o assorbire fino a 200 mA (il massimo dipende dalla tensione di alimentazionetagE).

• Pin 4 – Reset (RES) A basso voltagUna tensione inferiore a 0.7 V applicata al pin di reset causerà l'abbassamento dell'uscita (pin 3). Questo ingresso deve rimanere collegato a Vcc quando non viene utilizzato.
• Pin 5 – Controllo volumetage (CON) È possibile controllare la soglia voltage (pin 6) tramite l'ingresso di controllo (che è impostato internamente a 2/3 della tensione di alimentazionetage). È possibile variarlo dal 45% al ​​90% del volume di fornituratage. Ciò consente di variare la lunghezza dell'impulso di uscita in modalità monostabile o la frequenza di uscita in modalità astabile. Quando non in uso, si consiglia di collegare questo ingresso alla massa del circuito tramite un condensatore da 0.01 µF.
• Pin 6 – Soglia (TRE) Sia in modalità astabile che monostabile il volumetage attraverso il condensatore di temporizzazione viene monitorato tramite l'ingresso Threshold. Quando il voltagSe questo ingresso supera il valore di soglia, l'uscita passerà da alta a bassa.
• Pin 7 – Scarica (DIS) quando il voltage attraverso il condensatore di temporizzazione supera il valore di soglia. Il condensatore di temporizzazione viene scaricato attraverso questo ingresso
• Pin 8 – Volume di alimentazionetage (VCC) Questa è la tensione di alimentazione positivatage terminale. Il volume di fornituratagL'intervallo è solitamente compreso tra +5 V e +15 V. L'intervallo di temporizzazione RC non varierà molto sulla tensione di alimentazionetage intervallo (circa 0.1%) in modalità astabile o monostabile.

Circuito monostabile

La figura 2 mostra il circuito monostabile del timer 555 di base.

• Facendo riferimento al diagramma temporale nella figura 3, un basso volumetagL'impulso applicato all'ingresso del trigger (pin 2) determina il volume di uscitatage sul pin 3 per passare da basso ad alto. I valori di R1 e C1 determinano per quanto tempo l'uscita rimarrà alta.

Durante l'intervallo di temporizzazione, lo stato dell'ingresso di trigger non ha alcun effetto sull'uscita. Tuttavia, come indicato in Figura 3, se l'ingresso di trigger è ancora basso al termine dell'intervallo di temporizzazione, l'uscita rimarrà alta. Assicurarsi che l'impulso di trigger sia più breve dell'intervallo di temporizzazione desiderato. Il circuito in Figura 4 mostra un modo per ottenere questo risultato elettronicamente. Produce un impulso basso di breve durata quando S1 è chiuso. R1 e C1 sono scelti per produrre un impulso di trigger molto più breve dell'intervallo di temporizzazione.

• Come mostrato nella figura 5, impostando il pin 4 (Reset) su basso prima della fine dell'intervallo di temporizzazione, il timer si arresterà.

• Il reset deve tornare alto prima che possa essere attivato un altro intervallo di temporizzazione.

Calcolo dell'intervallo di tempo

• Utilizzare la seguente formula per calcolare l'intervallo di temporizzazione per un circuito monostabile: T = 1.1 * R1 * C1
• Dove R1 è la resistenza in ohm, C1 è la capacità in farad e T è l'intervallo di tempo. Ad esempioampAd esempio, se si utilizza un resistore da 1 M ohm con un condensatore da 1 micro Farad (0.000001 F) l'intervallo di temporizzazione sarà di 1 secondo: T = 1.1 * 1000000 * 000001 = 1.1

Scelta dei componenti RC per il funzionamento monostabile

1. Per prima cosa, scegli un valore per C1.
   L'intervallo disponibile per i valori dei condensatori è ridotto rispetto ai valori dei resistori. È più facile trovare un valore di resistore corrispondente per un dato condensatore.)
2. Successivamente, calcola il valore di R1 che, in combinazione con C1, produrrà l'intervallo di tempo desiderato.

• Evitare l'uso di condensatori elettrolitici. Il loro valore di capacità effettivo può variare significativamente dal valore nominale.
• Inoltre, perdono carica, il che può dare luogo a valori di temporizzazione imprecisi.
• Utilizzare invece un condensatore di valore inferiore e una resistenza di valore superiore. Per i timer 555 standard, utilizzare valori di resistenza di temporizzazione compresi tra 1K ohm e 1M ohm.

Circuito monostabile Example

La Figura 6 mostra un circuito multivibratore monostabile 555 completo con semplice trigger sul fronte. La chiusura dell'interruttore S1 avvia l'intervallo di temporizzazione di 5 secondi e accende il LED1. Al termine dell'intervallo di temporizzazione, il LED1 si spegne. Durante il normale funzionamento, l'interruttore S2 collega il pin 4 alla tensione di alimentazione.tage. Per arrestare il timer prima della fine dell'intervallo di tempo, impostare S2 in posizione "Reset", che collega il pin 4 a massa. Prima di avviare un altro intervallo di tempo, è necessario riportare S2 in posizione "Timer".

Circuito astabile

• La figura 7 mostra il circuito astabile di base 555.

• In modalità astabile, il condensatore C1 si carica attraverso i resistori R1 e R2. Mentre il condensatore si carica, l'uscita è alta.
• Quando il voltage attraverso C1 raggiunge i 2/3 del volume di fornituratage C1 si scarica attraverso il resistore R2 e l'uscita diventa bassa.
• Quando il voltage attraverso C1 scende sotto 1/3 del volume di fornituratagIl C1 riprende la carica, l'uscita torna alta e il ciclo si ripete.
• Il diagramma temporale nella figura 8 mostra l'uscita del timer 555 in modalità astabile.

• Come mostrato nella figura 8, collegando a terra il pin di Reset (4) si arresta l'oscillatore e si imposta l'uscita su basso. Riportando il pin di Reset su alto, l'oscillatore viene riavviato.
• Calcolo del periodo, della frequenza e del ciclo di lavoro La figura 9 mostra 1 ciclo completo di un'onda quadra generata da un circuito astabile 555.

• Il periodo (tempo necessario per completare un ciclo) dell'onda quadra è la somma dei tempi di uscita alta (Th) e bassa (Tl). Ovvero: T = Th + Tl
• dove T è il periodo, in secondi.
• È possibile calcolare i tempi di uscita alti e bassi (in secondi) utilizzando le seguenti formule: Th = 0.7 * (R1 + R2) * C1 Tl = 0.7 * R2 * C1
• oppure, utilizzando la formula sottostante, è possibile calcolare direttamente il periodo. T = 0.7 * (R1 + 2*R2) * C1
• Per trovare la frequenza, basta prendere il reciproco del periodo o usare la seguente formula:

• Dove f è espresso in cicli al secondo o hertz (Hz).
• Per esempioampAd esempio, nel circuito astabile in figura 7 se R1 è 68K ohm, R2 è 680K ohm e C1 è 1 micro Farad, la frequenza è di circa 1 Hz:

• Il duty cycle è la percentualetage di tempo in cui l'uscita è alta durante un ciclo completo. Per esempioampquindi, se l'uscita è alta per Th secondi e bassa per Tl secondi, il ciclo di lavoro (D) è:

• Tuttavia, per calcolare il ciclo di lavoro è sufficiente conoscere i valori di R1 e R2.

• C1 si carica attraverso R1 e R2, ma si scarica solo attraverso R2, quindi il duty cycle sarà maggiore del 50%. Tuttavia, è possibile ottenere un duty cycle molto vicino al 50% scegliendo una combinazione di resistori per la frequenza desiderata, in modo che R1 sia molto più piccola di R2.
• Per esempioampse R1 è 68,0000 ohm e R2 è 680,000 ohm il ciclo di lavoro sarà di circa il 52 percento:

• Quanto più piccolo è R1 rispetto a R2, tanto più il ciclo di lavoro sarà vicino al 50%.
• Per ottenere un ciclo di lavoro inferiore al 50% collegare un diodo in parallelo con R2.

Scelta dei componenti RC per il funzionamento astabile

1. Scegli prima C1.
2. Calcola il valore totale della combinazione di resistori (R1 + 2*R2) che produrrà la frequenza desiderata.
3. Selezionare un valore per R1 o R2 e calcolare l'altro valore. Ad esempioampAd esempio, diciamo (R1 + 2*R2) = 50K e selezioni un resistore da 10K per R1. Quindi R2 deve essere un resistore da 20K ohm.

Per un duty cycle prossimo al 50%, selezionare un valore per R2 significativamente superiore a R1. Se R2 è grande rispetto a R1, è possibile inizialmente ignorare R1 nei calcoli. Ad esempioampSupponiamo che il valore di R2 sia 10 volte R1. Utilizza questa versione modificata della formula precedente per calcolare il valore di R2:

• Quindi dividi il risultato per 10 o più per trovare il valore di R1.
• Per i timer 555 standard utilizzare valori di resistenza di temporizzazione compresi tra 1K ohm e 1M ohm.

Circuito astabile Example

La Figura 10 mostra un oscillatore a onda quadra da 555 V con una frequenza di circa 2 Hz e un duty cycle di circa il 50%. Quando l'interruttore SPDT S1 è in posizione "Start", l'uscita alterna tra il LED 1 e il LED 2. Quando S1 è in posizione "Stop", il LED 1 rimane acceso e il LED 2 rimane spento.

Versioni a bassa potenza

• Lo standard 555 presenta alcune caratteristiche indesiderate per i circuiti alimentati a batteria.
• Richiede un volume operativo minimotage di 5 V e una corrente di alimentazione a riposo relativamente elevata.
• Durante le transizioni di uscita, produce picchi di corrente fino a 100 mA. Inoltre, i requisiti di polarizzazione di ingresso e di corrente di soglia impongono un limite al valore massimo della resistenza di temporizzazione, che limita l'intervallo di tempo massimo e la frequenza astabile.
• Le versioni CMOS a basso consumo del timer 555, come il 7555, il TLC555 e il CSS555 programmabile, sono state sviluppate per fornire prestazioni migliori, soprattutto nelle applicazioni alimentate a batteria.
• Sono compatibili con i pin del dispositivo standard, hanno una tensione di alimentazione più ampiatage gamma (ad esample, da 2 V a 16 V per il TLC555) e richiedono una corrente di funzionamento notevolmente inferiore.
• Sono inoltre in grado di produrre frequenze di uscita più elevate in modalità astabile (1-2 MHz, a seconda del dispositivo) e intervalli di temporizzazione significativamente più lunghi in modalità monostabile.
• Questi dispositivi hanno una bassa capacità di corrente di uscita rispetto allo standard 555. Per carichi superiori a 10 – 50 mA (a seconda del dispositivo) sarà necessario aggiungere un circuito di amplificazione della corrente tra l'uscita del 555 e il carico.

Per maggiori informazioni

• Considerate questa una breve introduzione al timer 555.
• Per ulteriori informazioni, assicurati di studiare la scheda tecnica del produttore relativa al componente specifico che stai utilizzando.
• Inoltre, come una rapida ricerca su Google confermerà, non c'è alcun cortotage di informazioni e progetti dedicati a questo IC sul web.
• Per esempioample, il seguente webil sito fornisce maggiori dettagli sulle versioni standard e CMOS del timer 555 www.sentex.ca/~mec1995/gadgets/555/555.html.

Domande frequenti