Микросхема NE555 это легендарный универсальный таймер, который, несмотря на свой почтенный возраст (разработан в 1971 году), до сих пор широко используется в электронике. Это один из самых продаваемых чипов в истории.
По сути это маленький и недорогой контроллер для точной генерации временных задержек, одиночных импульсов или серий повторяющихся импульсов. Его "секрет" в том, что с помощью всего нескольких внешних резисторов и конденсаторов вы можете задать нужный временной интервал от микросекунд до часов.
Основные параметры NE555:
● Напряжение питания (VCC): 4.5V .. 16V (стандартные версии), есть низковольтные CMOS-версии с питанием от 2V. ● Выходной ток (OUT): до 200 мА (для биполярной версии), что достаточно для прямого управления светодиодами, реле или динамиком. ● Частота выходного сигнала: максимальная рабочая частота более 500 кГц. ● Корпус: чаще всего это стандартный 8-выводной DIP-корпус (для макетных плат) или SOIC (для поверхностного монтажа).
Распиновка (назначение выводов). Расположение выводов стандартное и одинаковое для всех производителей. Если смотреть на микросхему сверху (с маркировкой), то ключ (метка) находится слева внизу. Нумерация выводов идет против часовой стрелки.
Вывод
Мнемоника
Краткое описание
1
GND
Общий провод, минус питания.
2
TRIG (запуск)
Низкий уровень (< 1/3 VCC) на этом выводе запускает таймер (начинает отсчет).
3
OUT (выход)
Здесь формируется выходной сигнал (0 или напряжение питания). Может отдавать или потреблять ток до 200 мА.
4
RESET (сброс)
Если подать сюда низкий уровень (< 0.7 В), работа таймера немедленно остановится, а выход (выв. 3) станет низким. Обычно его подтягивают к плюсу питания.
5
CTRL (управление)
Позволяет управлять временем срабатывания. В простых схемах для защиты от помех его соединяют с землей через конденсатор (0.01 мкФ).
6
THR (останов)
Если напряжение на этом выводе поднимется выше 2/3 VCC, отсчет времени прекратится, и на выходе станет низкий уровень (если не было запуска).
7
DIS (разряд)
Этот вывод используется для разряда времязадающего конденсатора. Внутри он соединен с транзисторным ключом.
8
VCC
Плюс питания (4.5 .. 16V).
[Схемы включения и формулы]
Внутри NE555 находятся компараторы, триггер и делитель напряжения. В зависимости от того, как вы подключите внешние детали (резисторы R и конденсатор C), вы получите один из трех основных режимов работы.
1. Моностабильный режим (одновибратор), это режим задержки.
Как работает: вы подаете короткий импульс на вход (вывод 2), и на выходе формируется один импульс заданной вами длительности.
Формула: длительность импульса `T = 1.1 * R * C`.
Пример: нажали на кнопку — реле включилось на 5 секунд и выключилось.
2. Мультивибратор, это режим генератора.
Как работает: без всякого внешнего запуска схема сама генерирует непрерывную последовательность прямоугольных импульсов.
Как работает: микросхема работает как простая ячейка памяти. Подал сигнал на один вход — на выходе высокий уровень, подал на другой — низкий.
Реализация: обычно подключают выводы 2 и 6 кнопками к земле.
Пример: аппаратная кнопка "вкл/выкл" без дребезга контактов. Ниже показан вариант схемы сенсорного выключателя.
[Важные особенности при разработке]
1. Защита от помех: NE555 — старая биполярная микросхема. В момент переключения она потребляет большой импульсный ток, который может создавать помехи по питанию. Поэтому всегда ставьте блокировочный конденсатор (0.1 мкФ) прямо рядом с выводами питания (VCC и GND).
2. Ток нагрузки: многие ошибочно считают, что 200 мА — это максимум для выхода. Это так, но не забывайте, что при больших токах микросхема будет греться. Для управления мощными нагрузками (силовыми реле, моторами) используйте дополнительный транзистор.
3. Современные аналоги: если вам нужно питать схему от 3V (например, от батарейки CR2032) или важна низкая потребляемая мощность, то присмотритесь к CMOS-версиям: TLC555, LMC555 или ICM7555. Они работают от 2V и потребляют в сотни раз меньше тока, но при этом совместимы с классическими схемами включения.
4. Российские аналоги: отечественные радиолюбители часто используют микросхему КР1006ВИ1. Она является аналогом NE555, но нужно помнить, что у нее вход сброса имеет более высокий приоритет, чем у оригинальной микросхемы. В большинстве простых схем это не играет роли, но в сложных проектах может стать неожиданностью.
[Области применения NE555]
NE555 используется везде, где нужно решить простую задачу тайминга, а ставить дорогой микроконтроллер — это стрельба из пушки по воробьям.
● Реле времени: выключение света через заданный промежуток. ● Мигалки и звуковые сигнализации: LED-бегущие огни, пьезоизлучатели. ● ШИМ-регуляторы: плавная регулировка яркости светодиода или оборотов двигателя постоянного тока. ● Фильтры антидребезга: для очистки сигнала от механических кнопок. ● Датчики: например, простой датчик звука (хлопушка) или датчик касания.
Стоит обратить внимание на резистор R3. Чем этот резистор меньше, тем выше частота генерации, и выше чувствительность датчика. На тех датчиках, что я купил, этот резистор был номиналом 470 ом. Однако следует иметь в виду, что с такими номиналами не все NE555 запускают генерацию, и иногда придется подобрать его номинал в сторону увеличения и устойчивой генерации.
[Ссылки]
1. Interface Capacitive Soil Moisture Sensor v1.2 with Arduino site:how2electronics.com.
