NE555 Introduzione, struttura interna, modalità operativa, applicazioni

Il NE555 è un timer a circuito integrato monolitico in grado di produrre vari tipi di segnali di temporizzazione.È ampiamente utilizzato in orologi elettronici, gestione dell'alimentazione, calcolatrici, display a LED e altri dispositivi elettronici in vari campi.Questo articolo mira a fornire informazioni dettagliate sul NE555, tra cui il suo background, il design, la struttura interna, le descrizioni dei pin, le modalità operative e i principi e le applicazioni, per aiutarti a utilizzare meglio questo chip.

Il NE555 è uno dei modelli nella serie 555 Timer IC.Le funzioni e le applicazioni PIN di questa serie sono reciprocamente compatibili, ma diversi modelli di chip potrebbero variare in termini di prezzo, stabilità, prestazioni di risparmio di potenza e frequenza di oscillazione.

Il 555 Timer IC è un onnipresente componente multifunzionale nei circuiti di temporizzazione, che richiede solo un numero minimo di resistori e condensatori per generare i vari segnali di impulso essenziali per i prodotti elettronici digitali.L'uso primario del NE555 sta nella sua capacità di formare un circuito a tempo temporale con un timer interno, fornendo così impulsi di temporizzazione precisi per altri circuiti.

Ha due tipi di imballaggio principali: il DIP (pacchetto doppio in linea) con una configurazione a 8 pin che può essere inserita direttamente e il pacchetto SOP-8 più compatto, adatto per applicazioni sensibili allo spazio.

Alternative e opzioni equivalenti:

• • BL5372
• • Na555
• • KR3225Y

Il 555 Timer IC è stato progettato da Hans R. Camenzind nel 1971 per Signetics (successivamente acquisito da Philips), con 25 transistor, 2 diodi e 15 resistori, tutti accessibili attraverso un pacchetto DIP-8 a 8 pin.Questo design fondamentale ha generato vari derivati, tra cui il 556 (con due 555 timer in un pacchetto DIP-14) e i modelli 558 e 559.

Il NE555 opera entro un intervallo di temperatura da 0 ° C a 70 ° C, al servizio del mercato generale, mentre la sua controparte di livello militare, la SE555, è progettata per resistere a temperature estreme da -55 ° C a 125 ° C.Le opzioni di imballaggio per il Timer IC 555 riflettono la sua versatilità e l'intervallo di applicazioni, offrendo metalli ad alta affidabilità (indicati dal suffisso T) e involucri di resina epossidica a basso costo (V), quindi le etichette complete NE555V, NE555T, SE555V e SE555T.Si ritiene comunemente che la convenzione di denominazione di "555" abbia origine dai suoi resistori interni da 5kΩ, sebbene il Camenzind stesso abbia confutato questo, chiarendo che la selezione del nome "555" fosse arbitraria.

Nel perseguimento dell'efficienza energetica, la serie 555 include modelli a bassa potenza come il 7555 e il TLC555 basato su CMOS, che vantano un consumo di energia inferiore rispetto ai modelli standard.Come affermato dai produttori, il modello 7555 non richiede un condensatore di bypass tra il perno di controllo e il terreno né un condensatore di disaccoppiamento tra l'alimentazione e il terreno per eliminare il rumore, mirando a un progresso di progettazione che riduce la complessità e migliora le prestazioni.

Il NE555 è un classico circuito integrato.La sua struttura a circuito interno è costituita da tre unità operative chiave: un comparatore di tensione con uno stadio di uscita, vari comparatori e un flip-flop RS.Di seguito è riportata un'analisi dettagliata del circuito interno del NE555:

1. Comparatore di tensione: il NE555 include un comparatore di tensione internamente, utilizzato per controllare la tensione di alimentazione e collegare perfettamente la sua uscita al flip-flop RS per garantire un monitoraggio accurato della tensione.

2. Fase di uscita: collegato al flip-flop RS, la fase di uscita gestisce principalmente lo stato del pin di uscita (pin 3).L'architettura di output del NE555 è un design a punta aperta, incapace di trasmettere indipendentemente segnali di alto livello e richiedere una resistenza di pull-up esterna per portare il pin di uscita a uno stato alto quando è necessario un segnale di alto livello.

3. Comparatori: nel NE555, due comparatori spiccano: il comparatore di soglia e il comparatore del trigger, associati rispettivamente ai pin 6 (thr) e 2 (trig).

(1) All'aumentare della tensione sul pin di soglia (pin 6), il comparatore di soglia eleva la sua uscita a un segnale di alto livello.Se la tensione di soglia supera la tensione del trigger, l'uscita del comparatore cambia di conseguenza.

(2) Quando la tensione sul pin di trigger (pin 2) diminuisce, il comparatore del trigger riduce la sua uscita a un segnale di basso livello.Le variazioni di uscita si verificano quando la tensione del trigger scende al di sotto della tensione di soglia.

4. RS Flip-Flop: il NE555 include un flip-flop RS internamente, utilizzato per archiviare lo stato del pin di uscita (pin 3).Gli ingressi del flip-flop RS sono controllati dalle uscite del comparatore di soglia e del comparatore del trigger.

(1) L'ingresso R deriva dall'output del comparatore di soglia, supervisionando il meccanismo di ripristino del flip-flop RS.

(2) L'input S proviene dall'output del comparatore del trigger, gestendo la configurazione del flip-flop RS.

La panoramica dell'analisi del circuito interno della NE555 evidenzia il suo design complesso, consentendole di svolgere in modo affidabile il suo ruolo di soluzione di temporizzazione versatile.

Il timer NE555 è un componente versatile nella progettazione elettronica, che funziona in tre modalità principali, ciascuna su misura per le funzioni specifiche del circuito:

1. Modalità Astable: questa configurazione è caratterizzata dalla sua instabilità intrinseca, oscillando indefinitamente senza entrare in uno stato stabile.È ampiamente utilizzato nelle applicazioni che richiedono segnali ripetitivi, come lampeggiatori, generatori audio, generatori di impulsi e circuiti di temporizzazione, per facilitare l'oscillazione continua di uscita.

2. Modalità bistabile: riflettendo la stabilità di un cavalletto in bicicletta, aumentata o abbassata, questa modalità mantiene la stabilità in due diversi stati, passando solo con un intervento esterno.Conosciuto come bistabile per le sue due condizioni stabili, consente al NE555 di fungere da interruttore a levetta, rispondendo agli ingressi esterni per cambiare il suo stato.

3. Modalità monostabile: simile a una porta equipaggiata con un vicino, rimane saldamente chiuso fino all'apertura forzata.In questa modalità, il NE555 si stabilizza in un singolo stato, attivato solo da un trigger esterno e tornando automaticamente al suo stato originale dopo aver rimosso il trigger.Questo funzionamento monostabile è adatto per applicazioni che richiedono un singolo segnale di uscita di temporizzazione, come timer, switch touch e contatori di capacità.

Quando viene avviata la tensione di alimentazione VCC, il circuito inizia a funzionare, spingendo il condensatore C ad iniziare a caricare immediatamente.Una volta che la tensione attraverso il condensatore C raggiunge i due terzi di VCC, l'uscita del comparatore interno aumenta, cambiando l'uscita da out da basso a alto.Successivamente, una diminuzione della tensione del condensatore a un terzo di VCC innesca il comparatore interno per ripristinare l'uscita a basso, causando il passaggio dell'uscita da un basso a basso.Successivamente, il condensatore C riprende la ricarica, spingendo il circuito in un nuovo ciclo operativo.

Il tempo del periodo t (in secondi) è determinato dai valori del condensatore esterno C e due resistori esterni R1 e R2, con la formula: T = 0,693 × (R1 + 2 × R2) × C. Il ciclo di lavoro D, che rappresentaLa proporzione della durata di alto livello dell'onda quadra nell'intero ciclo, viene calcolata come: d = (R1+R2)/(R1+2 × R2).Pertanto, perfezionando i valori del condensatore C e dei resistori R1 e R2, il periodo e il ciclo di lavoro della forma d'onda d'onda quadra possono essere modificati.

Fondamentalmente, il principio operativo del NE555 ruota attorno alla costruzione di un circuito di temporizzazione.Regolando i valori dei condensatori e dei resistori esterni, il periodo e il ciclo di lavoro possono essere controllati, facilitando la generazione delle forme d'onda di impulsi desiderate.

1. Luce di ritardo di controllo a infrarossi NE555:

Le famiglie moderne sono comunemente dotate di telecomandi a infrarossi e possiamo utilizzare questi telecomandi esistenti per controllare le luci di ritardo a remoto a infrarossi.In questa configurazione, "H" rappresenta il ricevitore a infrarossi integrato e "C1" funge da condensatore di filtraggio.Il segnale dal telecomando, dopo essere stato filtrato da C1, genera un impulso negativo, innescando l'attivazione del circuito monostabile del NE555.

2. NE555 Allarme d'acqua bollente:

Questo sistema di allarme progetta ingegnosamente un circuito di controllo della temperatura, un oscillatore a bassa frequenza e un oscillatore ad alta frequenza.Il controllo della temperatura si ottiene combinando RP, RT e VT1.L'oscillazione a bassa frequenza coinvolge IC1, R2, R3 e C1, dove VT1 influisce sul suo pin di ripristino (pin 4).Allo stesso tempo, l'oscillatore ad alta frequenza composto da IC1, R4, R5 e C2 è modulato da IC1.Quando viene raggiunta la temperatura preimpostata, la resistenza di RT diminuisce, facendo cessare il funzionamento di VT1.Di conseguenza, IC1 oscilla, emettendo impulsi a bassa frequenza che modulano l'oscillatore ad alta frequenza in IC2, producendo così un allarme sonoro.

3. NE555 Interruttore di distribuzione attivato da touch:

La configurazione sopra è un circuito monostabile, in cui IC1 (timer NE555) in condizioni normali vede il condensatore C1 completamente dimesso attraverso il pin 7 di NE555, con conseguente bassa uscita al pin 3, mantenendo il relè (KS) e la lampada collegata.Un semplice tocco sulla piastra metallica "P" può attivare la lampada, utilizzando la tensione del segnale vaguale dal corpo umano trasmesso al pin di grilletto Ne555 attraverso C2, lanciando l'uscita in alto.Questa operazione attiva il relè (KS) e si illumina.Allo stesso tempo, il timer si avvia come R1 addebita C1, con la durata della tempistica impostata da T1 = 1.1R1*C1, all'incirca equivalente a quattro minuti, in base ai valori dei componenti forniti.Le opzioni del diodo per D1 includono i modelli 1N4148 o 1N4001.

1. Circuito del timer NE555 di base

Questo circuito di base ma ampiamente utilizzato, costituito dal chip NE555 insieme a resistori e condensatori, genera comodamente segnali di temporizzazione a livello millisecondo, come impulsi e onde quadrate.Il suo segno distintivo risiede nella sua semplicità e precisione, creando facilmente segnali di temporizzazione accurati.

2. Circuito monostabile NE555

In grado di generare un singolo segnale di impulso, questa configurazione è costruita attorno al NE555 insieme a vari resistori e condensatori.Modificando questi componenti, è possibile regolare la larghezza dell'impulso e il tempo di ritardo, rendendolo una scelta ideale per la creazione di segnali di trigger e sincronizzazione.Il circuito è caratterizzato dalla sua capacità di produrre un singolo segnale di impulso, con larghezza dell'impulso regolabile e tempo di ritardo.

3. Circuito bistabile NE555

Questo circuito implementa una funzione logica di flip-flop, consentendo la modifica della tempistica del trigger e la tensione di soglia attraverso la regolazione di resistori e condensatori, comunemente utilizzata per le infradito logiche e le applicazioni di confronto della tensione.

4. Circuito del generatore di onde quadrate NE555

Progettato per produrre segnali d'onda quadrati, regolare i resistori e i condensatori all'interno di questo circuito cambia la sua frequenza e ciclo di lavoro.Utilizzato principalmente per generare segnali digitali e di modulazione, la sua capacità di personalizzare la frequenza delle onde quadrate e il ciclo di lavoro lo rende adatto a numerose attività digitali e di modulazione.

5. Ne555 Circuito multivibratore Astable

Composto da due chip NE555 e resistori e condensatori aggiuntivi, questo circuito genera segnali di onde rettangolari regolabili.La frequenza e il ciclo di lavoro possono essere messi a punto, rendendolo adatto per la produzione di segnali audio o di modulazione.Il circuito è caratterizzato dalla sua capacità di fornire onde rettangolari con frequenza e ciclo di lavoro personalizzabili.

1. Qual è la funzione del NE555?

Il timer IC SE 555 funziona in un intervallo di temperatura compreso tra -55 ° C a 125 ° C, mentre l'IC NE 555 viene utilizzato in un intervallo di temperatura da 0 ° C a 70 ° C.Ha una vasta gamma di applicazioni nel campo dell'elettronica, come timer, ritardi, generazione di impulsi, oscillatori, ecc.

2. I NE555 e IC 555 sono uguali?

Sì, il timer IC NE555 e il timer IC 555 sono uguali.NE555 è il numero di parte per il timer IC.Generalmente, il NE555 IC è indicato come 555 Timer IC.

3. Qual è il principio operativo del NE555?

Collegando il segnale di input di ripristino al pin di ripristino e il segnale di ingresso set al pin TR, il timer 555 può agire come un latch SR efficace di basso livello (sebbene senza un'uscita Q inversa).Pertanto, il momentaneamente il set a basso può fungere da "set" e passare l'uscita a uno stato elevato (VCC).