Hướng dẫn sử dụng bộ hẹn giờ Jameco 555

Thông tin sản phẩm

Thông số kỹ thuật

• Tên sản phẩm: IC hẹn giờ 555
• Giới thiệu: Hơn 40 năm trước
• Chức năng: Bộ đếm thời gian ở chế độ đơn ổn định và bộ dao động sóng vuông ở chế độ phi ổn định
• Gói: DIP 8 chân

Hướng dẫn sử dụng sản phẩm

• Kết nối chân 1 (Đất) với đất của mạch.
• Áp dụng một lượng nhỏtagxung tới Chân 2 (Kích hoạt) để đưa đầu ra (Chân 3) lên mức cao.
• Sử dụng điện trở R1 và tụ điện C1 để xác định thời lượng đầu ra.
• Tính giá trị R1 bằng cách sử dụng R1 = T * 1.1 * C1, trong đó T là khoảng thời gian mong muốn.
• Tránh sử dụng tụ điện phân để có thời gian chính xác.
• Sử dụng giá trị điện trở từ 1K ohm đến 1M ohm cho bộ hẹn giờ 555 tiêu chuẩn.
• Kết nối chân 1 (Đất) với đất của mạch.
• Tụ điện C1 được sạc qua điện trở R1 và R2 ở chế độ không ổn định.
• Đầu ra cao khi tụ điện đang sạc.
• Đầu ra xuống thấp khi âm lượngtage trên C1 đạt tới 2/3 lượng cung cấptage.
• Đầu ra lại ở mức cao khi âm lượngtage trên C1 giảm xuống dưới 1/3 khối lượng cung cấptage.
• Chân nối đất 4 (Đặt lại) dừng bộ dao động và đặt đầu ra ở mức thấp.

Cách cấu hình IC hẹn giờ 555

Hướng dẫn về bộ đếm thời gian 555
Bởi Philip Kane
Bộ định thời 555 đã được giới thiệu cách đây hơn 40 năm. Nhờ tính đơn giản, dễ sử dụng và chi phí thấp, nó đã được sử dụng trong hàng ngàn ứng dụng và vẫn còn phổ biến rộng rãi. Sau đây, chúng tôi sẽ mô tả cách cấu hình một IC 555 tiêu chuẩn để thực hiện hai chức năng phổ biến nhất của nó - làm bộ định thời ở chế độ đơn ổn và làm bộ dao động sóng vuông ở chế độ phi ổn.

Gói hướng dẫn bộ đếm thời gian 555 bao gồm

• 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

Tín hiệu và chân cắm 555 (DIP 8 chân)

Hình 1 cho thấy các tín hiệu đầu vào và đầu ra của bộ hẹn giờ 555 được sắp xếp xung quanh một gói 8 chân kép thẳng hàng tiêu chuẩn (DIP).

• Chân 1 – Đất (GND) Chân này được kết nối với đất của mạch.
• Pin 2 – Trigger (TRI) A âm lượng thấptage (ít hơn 1/3 lượng cung cấptage) Áp dụng tạm thời vào đầu vào Trigger sẽ khiến đầu ra (chân 3) lên mức cao. Đầu ra sẽ duy trì ở mức cao cho đến khi âm lượng tăng cao.tage được áp dụng cho đầu vào Ngưỡng (chân 6).
• Chân 3 – Đầu ra (OUT) Ở trạng thái đầu ra thấp, âm lượngtage sẽ gần bằng 0V. Ở trạng thái đầu ra cao, voltage sẽ thấp hơn 1.7V so với mức cung cấptage. Ví dụample, nếu cung cấp voltage là điện áp ra 5V âm lượng caotage sẽ là 3.3 vôn. Đầu ra có thể cung cấp hoặc tiêu thụ tới 200 mA (tối đa tùy thuộc vào điện áp cung cấp).tagvà).

• Chân 4 – Đặt lại (RES) Âm lượng thấptagĐiện áp e (nhỏ hơn 0.7V) được áp vào chân reset sẽ khiến đầu ra (chân 3) chuyển sang mức thấp. Đầu vào này phải được kết nối với Vcc khi không sử dụng.
• Chân 5 – Điều khiển âm lượngtage (CON) Bạn có thể kiểm soát ngưỡng âm lượngtage (chân 6) thông qua đầu vào điều khiển (được thiết lập bên trong thành 2/3 âm lượng cung cấptage). Bạn có thể thay đổi nó từ 45% đến 90% khối lượng cung cấptage. Điều này cho phép bạn thay đổi độ dài xung đầu ra ở chế độ đơn ổn định hoặc tần số đầu ra ở chế độ phi ổn định. Khi không sử dụng, nên kết nối đầu vào này với cực tiếp địa mạch thông qua tụ điện 0.01uF.
• Pin 6 – Ngưỡng (TRE) Ở cả chế độ không ổn định và đơn ổn định, voltage trên tụ điện thời gian được theo dõi thông qua đầu vào Ngưỡng. Khi voltagKhi đầu vào này tăng lên trên giá trị ngưỡng thì đầu ra sẽ chuyển từ cao sang thấp.
• Chân 7 – Xả (DIS) khi voltagđiện áp trên tụ điện thời gian vượt quá giá trị ngưỡng. Tụ điện thời gian được xả qua đầu vào này
• Chân 8 – Lưu lượng cung cấptage (VCC) Đây là khối lượng cung cấp dươngtagthiết bị đầu cuối e. Khối lượng cung cấptagPhạm vi điện áp thường nằm trong khoảng từ +5V đến +15V. Khoảng thời gian RC sẽ không thay đổi nhiều theo điện áp cung cấp.tagphạm vi e (khoảng 0.1%) ở chế độ không ổn định hoặc đơn ổn định.

Mạch đơn ổn

Hình 2 cho thấy mạch đơn ổn định cơ bản của bộ định thời 555.

• Tham khảo sơ đồ thời gian trong hình 3, một âm lượng thấptagxung điện được áp dụng cho đầu vào kích hoạt (chân 2) gây ra âm lượng đầu ratage ở chân 3 để chuyển từ mức thấp lên mức cao. Giá trị của R1 và C1 quyết định thời gian đầu ra duy trì ở mức cao.

Trong khoảng thời gian định thời, trạng thái của đầu vào trigger không ảnh hưởng đến đầu ra. Tuy nhiên, như được chỉ ra trong Hình 3, nếu đầu vào trigger vẫn ở mức thấp khi kết thúc khoảng thời gian định thời, đầu ra sẽ vẫn ở mức cao. Hãy đảm bảo xung trigger ngắn hơn khoảng thời gian định thời mong muốn. Mạch trong Hình 4 cho thấy một cách để thực hiện điều này bằng điện tử. Nó tạo ra một xung thấp trong thời gian ngắn khi S1 đóng. R1 và C1 được chọn để tạo ra một xung trigger ngắn hơn nhiều so với khoảng thời gian định thời.

• Như thể hiện trong hình 5, việc đặt chân 4 (Đặt lại) xuống mức thấp trước khi kết thúc khoảng thời gian sẽ dừng bộ hẹn giờ.

• Thiết lập lại phải trở về mức cao trước khi có thể kích hoạt khoảng thời gian khác.

Tính toán khoảng thời gian

• Sử dụng công thức sau để tính khoảng thời gian cho mạch đơn ổn định: T = 1.1 * R1 * C1
• Trong đó R1 là điện trở tính bằng ôm, C1 là điện dung tính bằng farad và T là khoảng thời gian. Ví dụample, nếu bạn sử dụng điện trở ohm 1M với tụ điện 1 micro Farad (.000001 F) thì khoảng thời gian sẽ là 1 giây: T = 1.1 * 1000000 * 0.000001 = 1.1

Lựa chọn linh kiện RC cho hoạt động Monostable

1. Đầu tiên, chọn giá trị cho C1.
   Phạm vi giá trị tụ điện khả dụng nhỏ hơn so với giá trị điện trở. Việc tìm giá trị điện trở phù hợp cho một tụ điện nhất định sẽ dễ dàng hơn.)
2. Tiếp theo, hãy tính giá trị R1 khi kết hợp với C1 sẽ tạo ra khoảng thời gian mong muốn.

• Tránh sử dụng tụ điện phân. Giá trị điện dung thực tế của chúng có thể khác đáng kể so với giá trị định mức.
• Ngoài ra, chúng còn rò rỉ điện tích, có thể dẫn đến giá trị thời gian không chính xác.
• Thay vào đó, hãy sử dụng tụ điện có giá trị thấp hơn và điện trở có giá trị cao hơn. Đối với bộ định thời 555 tiêu chuẩn, hãy sử dụng giá trị điện trở định thời từ 1K ohm đến 1M ohm.

Mạch đơn ổn Example

Hình 6 cho thấy một mạch dao động đa hài đơn ổn 555 hoàn chỉnh với cơ chế kích hoạt cạnh đơn giản. Công tắc đóng S1 bắt đầu khoảng thời gian định thời 5 giây và bật đèn LED1. Khi kết thúc khoảng thời gian định thời, đèn LED1 sẽ tắt. Trong quá trình hoạt động bình thường, công tắc S2 kết nối chân 4 với nguồn điện.tage. Để dừng bộ hẹn giờ trước khi kết thúc khoảng thời gian định giờ, bạn đặt S2 về vị trí "Đặt lại" để kết nối chân 4 với đất. Trước khi bắt đầu khoảng thời gian định giờ tiếp theo, bạn phải đưa S2 về vị trí "Bộ hẹn giờ".

Mạch không ổn định

• Hình 7 cho thấy mạch phi ổn định cơ bản 555.

• Ở chế độ không ổn định, tụ điện C1 được nạp điện qua điện trở R1 và R2. Trong khi tụ điện đang nạp, đầu ra ở mức cao.
• Khi voltage trên C1 đạt tới 2/3 lượng cung cấptage C1 xả điện qua điện trở R2 và đầu ra trở nên thấp.
• Khi voltage trên C1 giảm xuống dưới 1/3 khối lượng cung cấptage C1 tiếp tục sạc, đầu ra lại ở mức cao và chu kỳ lặp lại.
• Sơ đồ thời gian trong hình 8 cho thấy đầu ra của bộ hẹn giờ 555 ở chế độ không ổn định.

• Như minh họa trong hình 8, việc nối đất chân Reset (4) sẽ dừng bộ dao động và đặt đầu ra ở mức thấp. Việc đưa chân Reset trở lại mức cao sẽ khởi động lại bộ dao động.
• Tính toán chu kỳ, tần số và chu kỳ hoạt động Hình 9 cho thấy 1 chu kỳ hoàn chỉnh của sóng vuông được tạo ra bởi mạch phi ổn định 555.

• Chu kỳ (thời gian hoàn thành một chu kỳ) của sóng vuông là tổng thời gian của mức cao (Th) và mức thấp (Tl) ở đầu ra. Tức là: T = Th + Tl
• trong đó T là chu kỳ, tính bằng giây.
• Bạn có thể tính toán thời gian đầu ra cao và thấp (tính bằng giây) bằng cách sử dụng các công thức sau: Th = 0.7 * (R1 + R2) * C1 Tl = 0.7 * R2 * C1
• hoặc, sử dụng công thức dưới đây, bạn có thể tính chu kỳ trực tiếp. T = 0.7 * (R1 + 2*R2) * C1
• Để tìm tần số, chỉ cần lấy nghịch đảo của chu kỳ hoặc sử dụng công thức sau:

• Trong đó f tính theo chu kỳ trên giây hoặc hertz (Hz).
• Ví dụample, trong mạch không ổn định ở hình 7 nếu R1 là 68K ohm, R2 là 680K Ohm và C1 là 1 micro Farad, tần số xấp xỉ 1 Hz:

• Chu kỳ nhiệm vụ là percentagthời gian mà đầu ra ở mức cao trong một chu kỳ hoàn chỉnh. Ví dụample, nếu đầu ra cao trong Th giây và thấp trong Tl giây thì chu kỳ nhiệm vụ (D) là:

• Tuy nhiên, bạn thực sự chỉ cần biết giá trị của R1 và R2 để tính chu kỳ hoạt động.

• C1 nạp điện qua R1 và R2 nhưng xả điện chỉ qua R2 nên chu kỳ làm việc sẽ lớn hơn 50%. Tuy nhiên, bạn có thể đạt được chu kỳ làm việc rất gần 50% bằng cách chọn tổ hợp điện trở cho tần số mong muốn sao cho R1 nhỏ hơn nhiều so với R2.
• Ví dụampnếu R1 là 68,0000 ohm và R2 là 680,000 ohm thì chu kỳ hoạt động sẽ xấp xỉ 52 phần trăm:

• R1 càng nhỏ so với R2 thì chu kỳ hoạt động càng gần 50%.
• Để có chu kỳ hoạt động nhỏ hơn 50%, hãy kết nối một diode song song với R2.

Lựa chọn linh kiện RC cho hoạt động Astable

1. Chọn C1 trước.
2. Tính tổng giá trị của tổ hợp điện trở (R1 + 2*R2) để tạo ra tần số mong muốn.
3. Chọn giá trị cho R1 hoặc R2 và tính giá trị còn lại. Ví dụampVí dụ, (R1 + 2*R2) = 50K và bạn chọn điện trở 10K cho R1. Khi đó, R2 phải là điện trở 20K ohm.

Đối với chu kỳ hoạt động gần 50%, hãy chọn giá trị R2 cao hơn đáng kể so với R1. Nếu R2 lớn so với R1, ban đầu bạn có thể bỏ qua R1 trong các phép tính. Ví dụ:ampGiả sử giá trị R2 sẽ bằng 10 lần R1. Sử dụng phiên bản sửa đổi của công thức trên để tính giá trị R2:

• Sau đó chia kết quả cho 10 hoặc lớn hơn để tìm giá trị của R1.
• Đối với bộ hẹn giờ 555 tiêu chuẩn, hãy sử dụng giá trị điện trở hẹn giờ trong khoảng từ 1K ohm đến 1M ohm.

Mạch phi ổn định Example

Hình 10 cho thấy một bộ dao động sóng vuông 555 với tần số khoảng 2 Hz và chu kỳ làm việc khoảng 50 phần trăm. Khi công tắc SPDT S1 ở vị trí "Bắt đầu", đầu ra luân phiên giữa LED 1 và LED 2. Khi S1 ở vị trí "Dừng", LED 1 sẽ vẫn sáng và LED 2 sẽ tắt.

Phiên bản công suất thấp

• Chuẩn 555 có một số đặc điểm không mong muốn đối với mạch chạy bằng pin.
• Nó đòi hỏi một khối lượng hoạt động tối thiểutagđiện áp 5V và dòng điện cung cấp tĩnh tương đối cao.
• Trong quá trình chuyển đổi đầu ra, nó tạo ra các xung dòng điện lên đến 100 mA. Ngoài ra, yêu cầu về độ lệch đầu vào và ngưỡng dòng điện của nó đặt ra giới hạn cho giá trị điện trở thời gian tối đa, từ đó giới hạn khoảng thời gian tối đa và tần số không ổn định.
• Các phiên bản CMOS công suất thấp của bộ hẹn giờ 555, chẳng hạn như 7555, TLC555 và CSS555 có thể lập trình, được phát triển để cải thiện hiệu suất, đặc biệt là trong các ứng dụng chạy bằng pin.
• Chúng tương thích với chân cắm của thiết bị tiêu chuẩn, có dung lượng cung cấp rộng hơntagphạm vi điện tử (ví dụamp(từ 2V đến 16V đối với TLC555) và yêu cầu dòng điện hoạt động thấp hơn đáng kể.
• Chúng cũng có khả năng tạo ra tần số đầu ra cao hơn ở chế độ không ổn định (1-2 MHz, tùy thuộc vào thiết bị) và khoảng thời gian dài hơn đáng kể ở chế độ đơn ổn định.
• Các thiết bị này có khả năng cung cấp dòng điện đầu ra thấp so với thiết bị 555 tiêu chuẩn. Đối với tải lớn hơn 10 – 50 mA (tùy thuộc vào thiết bị), bạn sẽ cần thêm mạch tăng cường dòng điện giữa đầu ra 555 và tải.

Để biết thêm thông tin

• Hãy coi đây là phần giới thiệu ngắn gọn về bộ đếm thời gian 555.
• Để biết thêm thông tin, hãy đảm bảo nghiên cứu bảng dữ liệu của nhà sản xuất cho bộ phận cụ thể mà bạn đang sử dụng.
• Ngoài ra, như một tìm kiếm nhanh trên Google sẽ xác minh, không có ngắntage của thông tin và các dự án dành riêng cho IC này trên web.
• Ví dụample, sau đây webtrang web cung cấp thêm thông tin chi tiết về cả phiên bản chuẩn và CMOS của bộ hẹn giờ 555 www.sentex.ca/~mec1995/gadgets/555/555.html.

Câu hỏi thường gặp

H: Mục đích của đầu vào Trigger và Threshold trong bộ hẹn giờ 555 là gì?

A: Đầu vào kích hoạt khiến đầu ra tăng cao khi âm lượng thấptage được áp dụng trong khi Ngưỡng đầu vào ngăn chặn đầu ra ở mức cao khi âm lượng caotage được áp dụng.

H: Phạm vi giá trị điện trở được khuyến nghị cho thời gian trong bộ hẹn giờ 555 tiêu chuẩn là bao nhiêu?

A: Nên sử dụng giá trị điện trở từ 1K ohm đến 1M ohm để có thời gian chính xác trong cấu hình bộ hẹn giờ 555 tiêu chuẩn.

Tài liệu / Tài nguyên

Hướng dẫn sử dụng bộ hẹn giờ Jameco 555 [tập tin pdf] Hướng dẫn sử dụng Hướng dẫn về bộ đếm thời gian 555, 555, Hướng dẫn về bộ đếm thời gian, Hướng dẫn

Tài liệu tham khảo

• Hướng dẫn sử dụng