Explorando o Timer NE555 IC: Principais recursos, princípios de design e aplicativos do mundo real
NE555 é um cronômetro de circuito integrado monolítico que pode gerar vários tipos de sinais de tempo.É amplamente utilizado em vários dispositivos eletrônicos em áreas como relógios eletrônicos, gerenciamento de energia, calculadoras e displays de LED.O objetivo deste artigo é fornecer informações detalhadas do NE555, incluindo seu histórico de nascimento, design, estrutura interna, descrição do pino, modos de operação e princípios, além de aplicativos, para ajudá -lo a usar melhor o chip.Catálogo
O histórico de nascimento de NE555
Datado do início da década de 1970, o chip NE555 IC Timer foi projetado por Hans Camenzind, engenheiro da Signettics Corporation (agora parte da NXP Semiconductors, Inc.) nos EUA e foi lançado em 1971. O NE555 foi originalmente projetado para forneceruma solução de timer acessível e poderosa.O fundo de sua criação está relacionado principalmente aos seguintes aspectos:
Design de Hans Camenzind: Hans Camenzind era um engenheiro elétrico da Suíça, especializado no desenvolvimento de projetos inovadores de circuitos integrados.Sua filosofia de design é criar um chip versátil, fácil de usar e amplamente aplicável.Com base nessa filosofia, ele projetou com sucesso o NE555 e o trouxe ao mercado.
Desenvolvimento da tecnologia de circuito integrado: as décadas de 1960 e 1970 foram um período de rápido desenvolvimento da tecnologia de circuito integrado.Com o avanço da tecnologia e a melhoria do processo de fabricação, os designers de chips tinham a capacidade de integrar mais funções em um único chip, fornecendo mais aplicações e soluções.
O surgimento da demanda: na indústria eletrônica da época, os temporizadores desempenharam um papel vital em todos os tipos de circuitos e sistemas.No entanto, as soluções iniciais do timer geralmente tinham algumas limitações, como alto custo, tamanho grande ou limitações funcionais.Portanto, há uma necessidade urgente de um chip de timer acessível e poderoso no mercado.
Introdução ao NE555
O NE555 é um dos modelos da série 555 de ICs de tempo.As funções e as aplicações do PIN desta série de ICs são compatíveis entre si, mas a estabilidade, o desempenho de economia de energia e a frequência de oscilação dos diferentes modelos do chip devido às diferenças de preço também podem variar.555 é um IC de tempo amplamente utilizado e extremamente comum, apenas um pequeno número de resistores e capacitores, pode produzir uma variedade de sinais de pulso de frequência diferentes necessários para os circuitos digitais.555 é o principal papel do NE555 é usar seu timer interno para formar um circuito de base de tempo para fornecer pulsos de tempo para outros circuitos.A principal função do NE555 é utilizar seu timer interno para formar um circuito de base de tempo para fornecer pulsos de tempo para outros circuitos.O circuito de base do tempo NE555 está disponível em dois pacotes principais: um é um pacote de 8 pinos em linha duplo e o outro é um pacote SOP-8.
Alternativas e equivalentes
• BL5372
• Na555
• KR3225Y
Design do cronômetro NE555
O 555 Timer foi projetado por Hans R. Camenzind em 1971 para Sigognitik.Sigognitik foi posteriormente adquirido pela Philips.Os 555 chips produzidos por diferentes fabricantes variam em construção, com o chip 555 padrão integrando 25 transistores, 2 diodos e 15 resistores, que são liderados por 8 pinos (em um pacote DIP-8.) Os derivados do 555 incluem o 556(Um chip DIP-14 integrando dois 555s), bem como os 558 e 559.
O NE555 possui uma faixa de temperatura operacional de 0 ° C a 70 ° C, enquanto o se555 de nível militar é capaz de operar em temperaturas extremas de -55 ° C a 125 ° C.Os formulários de embalagem de 555 incluem embalagens de metal de alta confiabilidade (representadas por t) e embalagem de resina epóxi de baixo custo (representada por V).Portanto, os rótulos completos de 555 são NE555V, NE555T, SE555V e SE555T, etc. Embora exista uma crença comum de que o nome do chip 555 vem dos três resistores de 5kq dentro dele, o próprio Hans Camenzind negou isso e afirmou que ele escolhidoos três números aleatoriamente.
Também existem versões de baixa potência do 555, incluindo o 7555 e o TLC555 usando circuitos CMOS.Comparado com o padrão 555, o 7555 possui menor consumo de energia.Além disso, o fabricante afirma que o pino de controle 7555 não requer um capacitor de terra como outros 555 chips, e não há necessidade de capacitores de desacoplamento que eliminem a falha entre a fonte de alimentação e o solo.
Composição interna do NE555
O NE555 é um circuito integrado clássico.Sua estrutura de circuito interno inclui três módulos funcionais principais: comparador de tensão e estágio de saída, comparador e flip-flop RS.O seguinte fornecerá uma análise detalhada do circuito interno do NE555:
Comparador de tensão
Há um comparador de tensão dentro do NE555 para detectar a tensão da fonte de alimentação.A saída deste comparador de tensão é conectada ao flip-flop RS.
Estágio de saída
O estágio de saída é conectado ao flip-flop RS e é responsável por controlar o estado do pino de saída (ou seja, pino 3).A arquitetura de saída do NE555 é um design de drenagem aberta, o que significa que ele não pode fornecer diretamente um sinal de alto nível, mas só pode puxar o pino de saída.Portanto, quando um sinal de alto nível precisa ser emitido, geralmente é necessário usar um resistor de pull-up externo para puxar o pino de saída para um estado de alto nível.
Comparador
Existem dois comparadores dentro do NE555, o comparador de limiares e o comparador de gatilho.O comparador de limiar é conectado ao pino 6 (Thr) e o comparador do gatilho é conectado ao pino 2 (TRIG).Esses dois comparadores são usados para detectar alterações na tensão limite e na tensão do acionamento.
Comparador de limiar: Quando a tensão aumenta no pino limite (pino 6), esse comparador produzirá um sinal de alto nível.Quando a tensão limite exceder a tensão do gatilho, a saída do comparador será alterada.
Comparador de gatilho: Quando a tensão cai no pino do gatilho (pino 2), esse comparador produzirá um sinal de baixo nível.Quando a tensão do gatilho é menor que a tensão limite, a saída do comparador será alterada.
RS Trigger
O NE555 contém um flip-flop RS internamente para armazenar o estado do pino de saída (pino 3).A entrada do flip-flop RS é controlada pelas saídas do comparador de limiar e do comparador do gatilho.
R Entrada: é conectada à saída do comparador de limiares e controla a redefinição do flip-flop RS.
Entrada: está conectada à saída do comparador de gatilho e controla a configuração do flip-flop RS.
Modos operacionais do NE555
O cronômetro NE555 pode funcionar em três modos de operação:
Modo instável: refere -se a nenhum estado estável.O modo instável do NE555 é frequentemente usado em luzes estroboscópicas, geradores de tons, geradores de sinal de pulso, circuitos lógicos, como relógios e outros circuitos.
Modo bi-estável: esse modo é como um suporte de bicicleta, que pode ser estabilizado no estado levantado, bem como no estado reduzido, e só mudará quando for submetido a força externa.É chamado de biestível porque possui dois estados estabilizados.
Modo monoestável: esse modo é como uma porta equipada com uma porta mais próxima, que pode ser estabilizada no estado fechado e só pode atingir o estado aberto quando uma força externa é aplicada.Quando a força externa for retirada, a porta retornará automaticamente ao estado fechado.Como possui apenas um estado estável, é chamado de monoestable e o modo monoestável do NE555 pode ser usado para aplicações como temporizadores, interruptores de filme e medições de capacitância.
Princípio de trabalho do NE555
Quando a tensão da fonte de alimentação VCC é ativada, o circuito começa a funcionar e o capacitor C começa a carregar imediatamente.Quando a tensão do capacitor C atingir 2/3 do VCC, a saída do comparador interno mudará para alto nível e a saída também mudará de nível baixo para alto nível.Posteriormente, quando a tensão do capacitor C cair para 1/3 do VCC, a saída do comparador interno se tornará baixo nível e, neste momento, a saída também mudará de nível alto para baixo para baixo.Depois disso, o capacitor C começa a carregar novamente e o circuito entra em um novo ciclo de trabalho.
O período t (segundos) é determinado pelos valores do capacitor externo C e pelos dois resistores externos R1 e R2.A fórmula é: t = 0,693 × (R1 + 2 × R2) × C.O ciclo de trabalho D descreve a proporção de tempo de alto nível no ciclo da onda quadrada, e sua fórmula é: d = (R1 + R2) / (R1 + 2 × R2).Portanto, ajustando os valores do capacitor C e os resistores R1 e R2, podemos alterar o período e o ciclo de trabalho da forma de onda quadrada.
Em suma, o princípio de trabalho do NE555 é baseado na construção de um circuito seqüencial.Ao ajustar os valores de capacitores e resistores externos, podemos controlar o período e o ciclo de trabalho para gerar várias formas de onda de pulso necessárias.
Aplicação de NE555
NE555 Controle remoto infravermelho Luz de atraso de tempo
As casas modernas são comumente equipadas com controles remotos infravermelhos e podemos utilizar esses controles remotos existentes para controlar uma lâmpada de atraso de tempo de controle remoto infravermelho.Na ilustração, H representa a cabeça do receptor infravermelho integrado, enquanto C1 é o capacitor de filtro.À medida que o controle remoto emite uma série de sinais de pulso digital, após o filtro C1, ele receberá um pulso negativo, esse pulso pode acionar o circuito monoestável 555 para começar a funcionar.
NE555 Alarme de fervura de água
O alarme de água é composto principalmente por três partes: circuito de controle de temperatura, circuito de oscilação de baixa frequência e circuito de oscilação de alta frequência.Entre eles, RP, RT e VT1 juntos formam um circuito de controle de temperatura.O circuito de oscilação de baixa frequência é composto de IC1, R2, R3, C1 e outros componentes, e seu terminal de redefinição forçado ④ é controlado por VT1.O oscilador de alta frequência é composto por IC2, R4, R5, C2 e outros componentes, e seu terminal de redefinição forçado ④ o pé é controlado pelo IC1.Quando a temperatura da água atingir a temperatura predefinida, o valor de resistência da RT ficará menor, fazendo com que o VT1 corta.Nesse momento, o pino ④ do IC1 se torna alto e o IC1 começa a oscilar e produzir pulsos de baixa frequência.Esses pulsos modulam o oscilador de alta frequência composto pelo IC2, para que ele comece a funcionar e emite um som de tique-taque.
NE555 Touch Timer Switch
O IC1 é um pedaço do circuito de tempo de 555 que é configurado aqui como um circuito monoestável.Normalmente, como não há tensão induzida no terminal P do Touch Pad, o capacitor C1 será completamente descarregado através do pino 7 do 555, fazendoA luz não vai acender.
Quando precisamos ligar a luz, toque a placa de metal P com a mão, a tensão do sinal perdido gerado pela indução do corpo humano será adicionado ao terminal de gatilho de 555 a C2, fazendo a saída de 555 alterações de baixo nível para o nível baixo paraalto nível.Neste momento, o relé KS será absorvido e a lâmpada será acesa.Ao mesmo tempo, o pino 7 do 555 é cortado internamente e a fonte de alimentação cobrará C1 a R1, que marca o início do tempo.Quando a tensão no capacitor C1 subir para 2/3 da tensão de alimentação, o pino 7 do 555 conduzirá, descarregando C1, o que faz com que a saída do pino 3 mude de alta para baixa.Neste ponto, o relé será lançado, a luz se apaga e o tempo termina.O tempo de tempo é determinado principalmente pelo valor de R1 e C1, a fórmula é: T1 = 1.1R1 * C1.De acordo com os valores marcados na figura, o tempo de tempo é de cerca de 4 minutos.Para D1, podemos escolher 1N4148 ou 1N4001 Esses dois modelos.
Cinco circuitos clássicos do NE555
NE555 Circuito de temporizador básico
Este é um dos circuitos mais comuns, que consiste em componentes como o chip NE555, resistores e capacitores.Ao ajustar os valores dos resistores e capacitores, o usuário pode definir diferentes tempos de tempo.Esse circuito é frequentemente usado para gerar sinais de tempo em nível de milissegundos, como sinais de pulso e sinais de onda quadrada.O circuito é caracterizado por sua estrutura simples, fácil de implementar e pode produzir sinais de tempo mais precisos.
Circuito de gatilho monotável NE555
Este é um circuito que pode gerar um único sinal de pulso.O circuito consiste principalmente no NE555 e vários resistores e capacitores e outros componentes.Ao ajustar os valores dos resistores e capacitores, o usuário pode alterar o tempo de largura e atraso do pulso.Este circuito é comumente usado para gerar sinais de pulso único, como sinais de gatilho e sinais de sincronização.O circuito é caracterizado por sua capacidade de gerar um único sinal de pulso, e o tempo de largura e atraso do pulso pode ser ajustado.
Circuito de flip-flop biestível NE555
Este é um circuito que realiza a função de flip-flop lógica.Ajustando os valores de resistores e capacitores, o usuário pode alterar o tempo de flip-flop e a tensão limite do circuito.Este circuito é comumente usado para implementar aplicativos como flip-flops lógicos e comparações de tensão.O circuito é caracterizado por sua capacidade de implementar a função de flip-flop lógica, e o tempo de flip-flop e a tensão de limite podem ser ajustados, por isso é adequado para uma variedade de diferentes cenários de aplicação lógica.
Circuito do gerador de ondas quadradas NE555
Este é um circuito que gera um sinal de onda quadrada.Ao ajustar os valores do resistor e do capacitor, o usuário pode alterar a frequência e o ciclo de trabalho da onda quadrada.Este circuito é comumente usado para gerar sinais de ondas quadradas, como sinais digitais e sinais modulados.O circuito é caracterizado por sua capacidade de gerar sinais de ondas quadradas, e o ciclo de frequência e trabalho da onda quadrada pode ser ajustada, por isso é adequada para uma variedade de cenários de aplicação digital e de modulação.
Circuito de oscilador multi-harmônico NE555
Este é um circuito que gera sinais de onda retangular.O circuito consiste principalmente em dois chips NE555 e vários componentes, como resistores e capacitores.O usuário pode alterar flexivelmente a frequência e o ciclo de trabalho da oscilação ajustando os valores desses resistores e capacitores.Como resultado, esse circuito pode ser usado para gerar sinais de áudio ou sinais modulados, por exemplo.O circuito é caracterizado por sua capacidade de gerar sinais de onda retangular com frequência ajustável e ciclo de trabalho.
Perguntas frequentes [FAQ]
1. Qual é a função do NE555?
O IC do Timer SE 555 funciona entre a faixa de temperatura de -55 ° C a 125 ° C em SE e o IC NE 555 é usado para onde a temperatura varia de 0 ° C a 70 ° C.Possui uma ampla gama de usos no campo eletrônico como cronômetro, atraso, geração de pulsos, oscilador, etc.
2. NE555 e IC 555 são iguais?
Sim, o Timer NE555 IC e 555 Timer IC são os mesmos.O NE555 é o número da peça para o Timer IC.Geralmente, o IC NE555 é chamado pelo nome 555 Timer IC.
3. Qual é o princípio de trabalho do NE555?
Um temporizador de 555 pode atuar como uma trava SR-baixa ativa (embora sem uma saída Q invertida) conectando um sinal de entrada de redefinição ao pino de redefinição e conectando um sinal de entrada definido ao pino TR.Assim, puxando o conjunto momentaneamente baixo atua como um "conjunto" e faz a transição da saída para o estado alto (VCC).