يعد IC المؤقت المدمج NE555 طفرة حقيقية في مجال الإلكترونيات. تم إنشاؤه في عام 1972 من قبل Hans R. Camenzind of Signetics. لم يفقد الاختراع أهميته حتى يومنا هذا. أصبح الجهاز فيما بعد أساس الموقتات المزدوجة (IN556N) والرباعية (IN558N).
بدون شك ، سمح له من بنات أفكار مهندس إلكترونيات باحتلال مكانته البارزة في تاريخ الاختراعات التقنية. ومن ناحية المبيعات فقد تفوق هذا الجهاز على أي جهاز آخر منذ نشأته. في العام الثاني من وجودها ، أصبحت شريحة 555 الجزء الأكثر شراءً.
بقيت القيادة في جميع السنوات اللاحقة. تم بيع شريحة 555 ، التي يزداد استخدامها كل عام ، بشكل جيد للغاية. على سبيل المثال ، في عام 2003 ، تم بيع أكثر من مليار نسخة. لم يتغير تكوين الوحدة نفسها خلال هذا الوقت. كانت موجودة منذ أكثر من 40 عامًا.
ظهور الجهاز فاجأ المبدع نفسه. سعى Kamenzind إلى تحقيق هدف جعل الملكية الفكرية مرنة في الاستخدام ،لكنه لم يكن يتوقع أن يكون متعدد الاستخدامات. في البداية ، تم استخدامه كمؤقت أو مولد نبض. رقاقة 555 ، التي نمت بسرعة في الاستخدام ، تُستخدم الآن من ألعاب للأطفال إلى سفن الفضاء.
الجهاز متين لأنه مبني على أساس تقنية القطبين ، ولا داعي لاستخدامه في الفضاء. يتم تنفيذ أعمال الاختبار فقط بصرامة خاصة. لذلك ، عند اختبار دائرة NE 555 ، يتم إنشاء مواصفات تجريبية فردية لعدد من التطبيقات. لا توجد فروق في إنتاج الدوائر ، لكن طرق التحكم النهائي تختلف بشكل ملحوظ.
ظهور الدائرة في الإلكترونيات المنزلية
ظهر أول ذكر للابتكار في الأدب السوفيتي حول هندسة الراديو في عام 1975. نُشر مقال عن الاختراع في مجلة "إلكترونيات". تم تسمية Chip 555 ، وهو نظير تم إنشاؤه بواسطة مهندسي الإلكترونيات السوفييت في أواخر الثمانينيات من القرن الماضي ، بـ KR1006VI1 في إلكترونيات الراديو المحلية.
في الإنتاج ، تم استخدام هذا الجزء في تجميع مسجلات الفيديو "Electronics BM12". لكن هذا لم يكن هو التناظرية الوحيدة ، لأن العديد من الشركات المصنعة حول العالم ابتكرت جهازًا مشابهًا. تحتوي جميع الوحدات على حزمة DIP8 قياسية بالإضافة إلى حزمة SOIC8 صغيرة الحجم.
مواصفات الدائرة
شريحة 555 ، التي يظهر تمثيلها رسوميًا أدناه ، تتضمن 20 ترانزستورًا. على الرسم التخطيطي للجهازيوجد 3 مقاومات بمقاومة 5 كيلو أوم. ومن هنا جاء اسم الجهاز "555".
المواصفات الرئيسية للمنتج هي:
- امدادات التيار الكهربائي 4.5-18V ؛
- الحد الأقصى للإخراج الحالي 200mA ؛
- استهلاك الطاقة يصل إلى 206 مللي أمبير.
إذا نظرت إلى الإخراج ، فهذا جهاز رقمي. يمكن أن يكون في وضعين - منخفض (0 فولت) وعالي (4.5 إلى 15 فولت). اعتمادًا على مصدر الطاقة ، يمكن أن يصل المؤشر إلى 18 فولت.
ما هو الجهاز؟
شريحةNE 555 - جهاز موحد مع مجموعة واسعة من التطبيقات. غالبًا ما يستخدم في تجميع الدوائر المختلفة ، وهذا يجعل المنتج شائعًا فقط. نتيجة لذلك ، يرتفع طلب المستهلك. هذه الشهرة تسببت في انخفاض سعر المؤقت ، وهو ما يرضي العديد من الأساتذة.
الهيكل الداخلي للمؤقت 555
ما الذي يجعل هذا الجهاز يعمل؟ كل من مخرجات الوحدة متصل بدائرة تحتوي على 20 ترانزستور و 2 ديودات و 15 مقاوما.
تنسيق نموذج مزدوج
وتجدر الإشارة إلى أن NE 555 (شريحة) تأتي بتنسيق مزدوج يسمى 556. وتحتوي على وحدتين مرحلتين مجانيتين.
يحتوي المؤقت 555 على 8 دبابيس بينما يحتوي 556 على 14 دبابيس
أوضاع الجهاز
شريحة 555 لها ثلاثة أوضاع تشغيل:
- الوضع الأحادي للرقاقة 555. يعمل بطريقة أحادية الاتجاه. أثناء العمليةتنبعث نبضة من الطول المحدد كاستجابة لإدخال المشغل عند الضغط على الزر. يظل الناتج منخفضًا حتى يتم تشغيل المشغل. من هنا حصل أيضًا على اسم انتظار (monostable). مبدأ التشغيل هذا يبقي الجهاز في وضع الخمول حتى يتم تشغيله. يوفر الوضع تضمين أجهزة ضبط الوقت والمفاتيح ومفاتيح اللمس وفواصل التردد وما إلى ذلك.
- الوضع غير المستقر هو ميزة قائمة بذاتها للجهاز. يسمح للدائرة بالبقاء في وضع المولد. جهد الخرج متغير: أحيانًا يكون منخفضًا ، وأحيانًا مرتفع. هذا المخطط قابل للتطبيق عندما يكون من الضروري ضبط الجهاز على الهزات ذات الطبيعة المتقطعة (مع تشغيل الوحدة وإيقافها على المدى القصير). يتم استخدام الوضع عند تشغيل مصابيح LED والوظائف في منطق الساعة وما إلى ذلك.
- وضع ثنائي الاستقرار ، أو مشغل شميدت. من الواضح أنه يعمل وفقًا لنظام الزناد في حالة عدم وجود مكثف وله حالتان ثابتتان ، عالية ومنخفضة. قيمة الزناد المنخفضة تذهب إلى قيمة عالية. عندما يتم تحرير الجهد المنخفض ، يندفع النظام إلى الحالة المنخفضة. هذا المخطط قابل للتطبيق في مجال بناء السكك الحديدية.
نواتج عداد الوقت 555
رقاقة المولد 555 تتضمن ثمانية دبابيس:
- دبوس 1 (الأرض). وهو متصل بالجانب السلبي لمصدر الطاقة (السلك الشائع للدائرة).
- الإخراج 2 (الزناد). إنه يوفر جهدًا عاليًا لفترة من الوقت (كل هذا يتوقف على قوة المقاوم والمكثف). هذا التكوين أحادي. الخلاصة 2يتحكم في دبوس 6. إذا كان الجهد في كلاهما منخفضًا ، فسيكون الناتج مرتفعًا. خلاف ذلك ، إذا كان الدبوس 6 مرتفعًا والدبوس 2 منخفضًا ، فسيكون خرج المؤقت منخفضًا.
- دبوس 3 (الإخراج). المخرجات 3 و 7 في طور. تطبيق جهد عالي يبلغ حوالي 2 فولت وجهد منخفض 0.5 فولت سينتج ما يصل إلى 200 مللي أمبير.
- دبوس 4 (إعادة تعيين). إمداد الجهد لهذا المخرج منخفض بالرغم من وضع المؤقت 555. لتجنب إعادة التعيين العرضي ، يجب توصيل هذا الإخراج بالجانب الموجب عند الاستخدام.
- الاستنتاج 5 (التحكم). يفتح الوصول إلى جهد المقارنة. لا يتم استخدام هذا الإخراج في الإلكترونيات الروسية ، ولكن عند توصيله ، يمكنك تحقيق مجموعة واسعة من خيارات التحكم لجهاز 555.
- الاستنتاج 6 (توقف). متضمن في المقارنة 1. إنه عكس الدبوس 2 ، المطبق لإيقاف الجهاز. ينتج عن هذا جهد منخفض. يمكن أن يقبل هذا الإخراج نبضات موجة جيبية ومربعة.
- دبوس 7 (رقم). وهو متصل بمجمع الترانزستور T6 ، وباعث الأخير مؤرض. مع فتح الترانزستور ، يتم تفريغ المكثف قبل أن يغلق.
- دبوس 8 (جانب الطاقة الإيجابية) ، وهو 4.5 إلى 18 فولت.
باستخدام الإخراج
يمكن أن يكون الإخراج 3 (الإخراج) في حالتين:
- توصيل الإخراج الرقمي مباشرة بإدخال محرك آخر على أساس رقمي. يمكن للإخراج الرقمي التحكم في الأجهزة الأخرى مع بعض المكونات الإضافية(جهد إمداد الطاقة هو 0 فولت).
- قراءة الجهد في الحالة الثانية عالية (Vcc عند مزود الطاقة).
قدرات الآلة
- عندما ينخفض الجهد في الخرج ، يتم توجيه التيار عبر الجهاز وتوصيله. هذا هو المنسدلة حيث يتم سحب التيار من Vcc ويتدفق عبر الوحدة إلى 0V.
- عند زيادة الإخراج ، يضمن التيار الذي يمر عبر الجهاز إدراجه. يمكن تسمية هذه العملية بمصدر التيار. يتم إنتاج الكهرباء في هذه الحالة من المؤقت وتنتقل عبر الجهاز إلى 0 V.
يمكن أن تعمل الزيادة والنقصان معًا. بهذه الطريقة ، يتم تشغيل الجهاز وإيقاف تشغيله بالتناوب. ينطبق هذا المبدأ على تشغيل مصابيح LED والمرحلات والمحركات والمغناطيسات الكهربائية. تشمل عيوب هذه الخاصية حقيقة أن الجهاز يجب أن يكون متصلاً بالإخراج بطرق مختلفة ، حيث يمكن أن يعمل المخرج 3 كمستهلك وكمصدر حالي حتى 200 مللي أمبير. يجب أن يوفر مصدر الطاقة المستخدم تيارًا كافيًا لكلا الجهازين ومؤقت 555.
LM555 رقاقة
Microcircuit 555 Datasheet (LM555) لها وظائف واسعة.
يتم استخدامه من مولدات الموجة المربعة ذات دورة العمل المتغيرة والمرحلات مع تأخير الاستجابة للتكوينات المعقدة لمولدات PWM. يظهر دبوس رقاقة 555 والهيكل الداخلي في الشكل.
مستوى دقة التركيبات هو 1٪ من المؤشر المحسوب ،وهو الأمثل. لا تتأثر وحدة مثل شريحة ورقة البيانات NE 555 بظروف درجة الحرارة المحيطة.
نظائرها لشريحة NE555
Microcircuit 555 ، الذي كان نظيره في روسيا يسمى KR1006VI1 ، هو جهاز متكامل.
من بين كتل العمل ، يجب أن نسلط الضوء على RS flip-flop (DD1) ، والمقارنات (DA1 و DA2) ، وهي مرحلة تضخيم الإخراج تعتمد على نظام الدفع والسحب واستكمال الترانزستور VT3. الغرض من هذا الأخير هو إعادة ضبط مكثف ضبط الوقت عند استخدام الوحدة كمولد. يتم إعادة ضبط المشغل عندما يتم تطبيق وحدة منطقية (Jupit / 2… Jupit) على المدخلات R.
إذا تم إعادة تعيين المشغل ، فإن خرج الجهاز (دبوس 3) سيكون له مؤشر الجهد المنخفض (الترانزستور VT2 مفتوح).
تفرد مخطط 555
مع المخطط الوظيفي للجهاز ، من الصعب جدًا فهم ما هو غير المعتاد. تكمن أصالة الجهاز في حقيقة أنه يحتوي على تحكم خاص في الزناد ، أي أنه يولد إشارات تحكم. يتم إنشائها على المقارنات DA1 و DA2 (إلى أحد المدخلات التي يتم تطبيق الجهد المرجعي عليها). لتوليد إشارات تحكم عند مدخلات الزناد (مخرجات المقارنة) ، يجب الحصول على إشارات الجهد العالي.
كيف تبدأ تشغيل الجهاز؟
لبدء الموقت ، يجب تنشيط الإخراج 2 من 0 إلى 1/3 كوكب المشتري. تساهم هذه الإشارة في الزناد ، ويتم إنشاء إشارة عالية الجهد عند الإخراج.إشارة أعلى من الحد لن تسبب أي تغيير في الدائرة ، لأن الجهد المرجعي للمقارنة هو DA2 وهو 1/3 كوكب المشتري.
يمكنك إيقاف المؤقت عند إعادة تعيين المشغل. تحقيقا لهذه الغاية ، يجب أن يتجاوز الجهد عند الخرج 6 2/3 Jupit (الجهد المرجعي للمقارن DA1 هو 2/3 Jupit). ستؤدي إعادة التعيين إلى تعيين إشارة الجهد المنخفض وتفريغ مكثف التوقيت.
يمكنك ضبط الجهد المرجعي عن طريق توصيل مقاومة إضافية أو مصدر طاقة بمخرج الوحدة.
عداد السرعة متعرجا على شريحة 555
في الآونة الأخيرة ، أصبح من المألوف بين مالكي السيارات إنهاء الأميال التي تقطعها السيارة على عداد السرعة.
يتساءل الكثير من الناس عما إذا كان اختتام عداد السرعة على دائرة 555 دقيقة أمرًا ممكنًا؟
هذا الإجراء ليس صعبًا بشكل خاص. لتصنيعها ، يتم استخدام دائرة كهربائية دقيقة 555 ، والتي يمكن أن تعمل كمقياس نبض. يمكن أخذ المكونات الفردية للمخطط مع انحراف المؤشرات بنسبة 10-15٪ عن القيم المحسوبة.
