चिप NE555 . के ऑपरेशन मोड, विशेषताओं और पिन असाइनमेंट

इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों को डिजाइन करते समय अक्सर किसी दी गई लंबाई के दालों को बनाने या किसी दिए गए आवृत्ति और एक निश्चित लंबाई-से-रोकने के अनुपात के साथ एक आयताकार संकेत उत्पन्न करना आवश्यक होता है। एक अनुभवी डिजाइनर इस तरह के उपकरण को अलग-अलग डिजिटल तत्वों पर आसानी से डिजाइन कर सकता है, लेकिन इस उद्देश्य के लिए एक विशेष चिप का उपयोग करना अधिक सुविधाजनक है।

NE555 क्या है और इसका उपयोग कहां किया जा सकता है

NE555 को 1970 के दशक में डिजाइन किया गया था और यह अभी भी पेशेवरों और शौकीनों के बीच बहुत लोकप्रिय है। यह 8 पिनों से युक्त एक टाइमर है। यह डीआईपी संस्करण या विभिन्न एसएमडी संस्करणों में उपलब्ध है।

माइक्रोक्रिकिट में दो तुलनित्र होते हैं - ऊपरी और निचला। उनके इनपुट पर रेफरेंस वोल्टेज बनता है, जो सप्लाई वोल्टेज के 2/3 और 1/3 के बराबर होता है। विभक्त प्रतिरोधों द्वारा बनता है 5 kΩ प्रतिरोधक। तुलनित्र RS ट्रिगर को नियंत्रित करते हैं। एक बफर एम्पलीफायर और एक ट्रांजिस्टर स्विच इसके आउटपुट से जुड़े होते हैं। प्रत्येक तुलनित्र में एक मुफ्त इनपुट होता है और इसका उपयोग बाहरी नियंत्रण संकेतों की आपूर्ति के लिए किया जाता है।उच्च स्तर दिखाई देने पर ऊपरी तुलनित्र चालू हो जाता है और चिप के आउटपुट को निम्न स्तर पर बदल देता है। निचला वाला 1/3 वीसीसी से नीचे वोल्टेज की कमी को "मॉनिटर" करता है और टाइमर आउटपुट को तार्किक 1 पर सेट करता है।

चिप NE555 की मुख्य विशेषताएं

विभिन्न निर्माताओं की टाइमर विशेषताएँ एक छोटी सी सीमा के भीतर भिन्न हो सकती हैं, लेकिन सिद्धांत रूप में कोई विचलन नहीं हैं (अज्ञात मूल के चिप्स को छोड़कर, आप उनसे कुछ भी उम्मीद कर सकते हैं):

• आपूर्ति वोल्टेज मानक के रूप में +5V से +15V के रूप में निर्दिष्ट है, हालांकि डेटाशीट की सीमा 4.5...18V है।
• आउटपुट करंट 200 mA है।
• आउटपुट वोल्टेज अधिकतम वीसीसी माइनस 1.6 वी है, लेकिन 5 वी आपूर्ति वोल्टेज पर 2 वी से कम नहीं है।
• 5 वी पर वर्तमान खपत 5 एमए से अधिक नहीं है, 15 वी पर - 13 एमए तक।
• पल्स अवधि के गठन की सटीकता - 2.25% से अधिक नहीं।
• अधिकतम ऑपरेटिंग आवृत्ति 500 ​​kHz है।

परिवेश के तापमान +25 डिग्री सेल्सियस के लिए सभी पैरामीटर दिए गए हैं।

पिन असाइनमेंट और व्यवस्था

टाइमर पिन केस डिज़ाइन की परवाह किए बिना एक मानक तरीके से स्थित होते हैं - कुंजी वामावर्त से आरोही क्रम में (जब ऊपर से देखा जाता है), 1 से 8 तक। प्रत्येक पिन का एक अलग कार्य होता है:

1. जीएनडी - डिवाइस बिजली की आपूर्ति का सामान्य तार है।
2. ट्रिग - जब निम्न स्तर लागू किया जाता है, तो यह दूसरे (आरेख में निचला) तुलनित्र को ट्रिगर करता है, इसका आउटपुट तार्किक 1 होता है, जो आंतरिक आरएस-ट्रिगर को 0 पर सेट करता है। यह बाहरी आरसी-चेन टाइमिंग सर्किट से जुड़ा होता है। टीएचआर पर इसकी प्राथमिकता है।
3. बाहर - आउटपुट। आपूर्ति वोल्टेज के ठीक नीचे उच्च सिग्नल स्तर, निम्न सिग्नल स्तर - 0,25 वी।
4. रीसेट - रीसेट। अन्य इनपुट पर सिग्नल से स्वतंत्र, यदि कम है, तो आउटपुट को 0 पर रीसेट करता है और टाइमर ऑपरेशन को रोकता है।
5. CTRL - नियंत्रण। पावर बस में इसका हमेशा 2/3 वोल्टेज स्तर होता है। यहां एक बाहरी सिग्नल लगाया जा सकता है और आउटपुट को इसके साथ संशोधित किया जा सकता है।
6. टीहृदय - जब एक उच्च स्तर (आपूर्ति के 2/3 से अधिक) पर पहुंच जाता है, तो पहला (सर्किट टॉप) ट्रिगर 1 पर सेट होता है और आंतरिक आरएस ट्रिगर आंतरिक RS-ट्रिगर 1 पर जाएगा।
7. जिले - समय संधारित्र का निर्वहन। जब ट्रिगर आउटपुट अधिक होता है, तो आंतरिक ट्रांजिस्टर खुलता है और तेजी से डिस्चार्ज होता है। टाइमर अगले कर्तव्य चक्र के लिए तैयार है।
8. वीसीसी - बिजली आपूर्ति उत्पादन। इसे 5 से 15 V तक के वोल्टेज के साथ आपूर्ति की जा सकती है।

ऑपरेशन के NE555 मोड का विवरण

यद्यपि टाइमर की वास्तुकला इसे विभिन्न मोड में उपयोग करने की अनुमति देती है, NE555 के संचालन के तीन विशिष्ट तरीके हैं।

सिंगल वाइब्रेटर (स्टैंडबाय मल्टीवीब्रेटर)

प्रारंभिक स्थिति:

• इनपुट 2 पर, तर्क स्तर उच्च है;
• ट्रिगर के इनपुट आर और एस पर - शून्य;
• ट्रिगर आउटपुट - 1;
• डिस्चार्ज सर्किट ट्रांजिस्टर खुला है, कैपेसिटर सी को बायपास किया गया है;
• आउटपुट 3 - स्तर 0 पर।

जब इनपुट 2 पर शून्य स्तर दिखाई देता है, तो निचला तुलनित्र 1 पर स्विच हो जाता है, ट्रिगर को 0 पर रीसेट कर देता है। चिप आउटपुट पर एक उच्च स्तर दिखाई देता है। उसी समय ट्रांजिस्टर बंद हो जाता है और संधारित्र को शंट करना बंद कर देता है। यह रोकनेवाला आर के माध्यम से चार्ज करना शुरू करता है। जैसे ही उस पर वोल्टेज वीसीसी के 2/3 तक पहुंचता है, ऊपरी तुलनित्र बंद हो जाता है, ट्रिगर को 1 पर वापस सेट करता है और टाइमर आउटपुट 0 पर सेट करता है। ट्रांजिस्टर संधारित्र को खोलता है और निर्वहन करता है। यह आउटपुट पर एक सकारात्मक पल्स उत्पन्न करता है, जिसकी शुरुआत इनपुट 2 पर बाहरी सिग्नल द्वारा निर्धारित की जाती है, और इसका अंत कैपेसिटर चार्ज के समय पर निर्भर करता है, जिसकी गणना सूत्र द्वारा की जाती है t=1,1⋅R⋅C .

मल्टीवीब्रेटर

जब बिजली की आपूर्ति लागू होती है तो संधारित्र को छुट्टी दे दी जाती है, इनपुट 2 (और 6) तर्क 0 है, टाइमर आउटपुट 1 है (यह प्रक्रिया पिछले अनुभाग में वर्णित है)। संधारित्र को R1 और R2 से 2/3 VCC के माध्यम से चार्ज करने के बाद इनपुट 6 पर उच्च स्तर आउटपुट 3 को शून्य पर रीसेट कर देगा और डिस्चार्ज ट्रांजिस्टर खुल जाएगा। लेकिन संधारित्र को सीधे नहीं, बल्कि R2 के माध्यम से डिस्चार्ज किया जाएगा। अंततः परिपथ अपनी मूल स्थिति में वापस आ जाएगा और चक्र बार-बार दोहराएगा।प्रक्रिया के विवरण से आप देख सकते हैं कि चार्ज समय प्रतिरोध R1, R2 और संधारित्र की क्षमता के योग द्वारा निर्धारित किया जाता है, और निर्वहन समय R1 और C द्वारा निर्धारित किया जाता है। R1 और R2 के बजाय आप चर प्रतिरोधों को रख सकते हैं और आवृत्ति और पल्स दर को ऑपरेटिव रूप से नियंत्रित करते हैं। गणना के लिए सूत्र:

• पल्स अवधि t1=0.693⋅(R1+R2)⋅C;
• विराम अवधि t2=0.693⋅R2⋅C;
• नाड़ी पुनरावृत्ति दर f=1/(0.693(R1+2⋅R2)⋅C.

विराम समय पल्स समय से अधिक नहीं हो सकता। इस सीमा को पार करने के लिए, डिस्चार्ज और चार्ज सर्किट को एक डायोड (कैथोड से पिन 6, एनोड से पिन 7) को शामिल करके अलग किया जाता है।

श्मिट ट्रिगर

आप 555 चिप पर श्मिट ट्रिगर बना सकते हैं। यह उपकरण धीरे-धीरे बदलते सिग्नल (साइन, सॉटूथ, आदि) को एक वर्ग तरंग में परिवर्तित करता है। यहां कोई टाइमिंग सर्किट का उपयोग नहीं किया जाता है, सिग्नल एक दूसरे से जुड़े इनपुट 2 और 6 पर लागू होता है। जब 2/3 VCC थ्रेशोल्ड तक पहुँच जाता है, तो आउटपुट वोल्टेज 1 तक उछल जाता है, जब यह 1/3 तक गिर जाता है तो यह भी शून्य हो जाता है। अस्पष्टता का क्षेत्र आपूर्ति वोल्टेज का 1/3 है।

फायदे और नुकसान

NE555 चिप का मुख्य लाभ इसकी उपयोग की सादगी है - एक सर्किट बनाने के लिए एक छोटा, अच्छी तरह से परिकलित पैकेज होना पर्याप्त है। वहीं, डिवाइस की कीमत कम है।

टाइमर का मुख्य नुकसान आपूर्ति वोल्टेज पर पल्स अवधि की स्पष्ट निर्भरता है। यह इस तथ्य के कारण है कि झिलमिलाहट या झिलमिलाहट सर्किट में संधारित्र को एक रोकनेवाला (या दो) के माध्यम से चार्ज किया जाता है, और रोकनेवाला का ऊपरी लीड पावर बस से जुड़ा होता है। रोकनेवाला के माध्यम से करंट VCC वोल्टेज द्वारा बनता है - यह जितना अधिक होगा, करंट जितना अधिक होगा, कैपेसिटर जितनी तेजी से चार्ज होगा, पहले तुलनित्र ट्रिगर होगा, उत्पन्न समय अंतराल उतना ही कम होगा। किसी अज्ञात कारण से, तकनीकी दस्तावेज में यह बिंदु गायब है, लेकिन यह डेवलपर्स के लिए अच्छी तरह से जाना जाता है।

टाइमर का एक और नुकसान यह है कि तुलनित्रों की दहलीज वोल्टेज आंतरिक डिवाइडर द्वारा बनाई जाती है और इसे समायोजित नहीं किया जा सकता है। यह NE555 की आवेदन संभावनाओं को कम करता है।

और एक और अप्रिय विशेषता। स्विचिंग के समय आउटपुट चरण के पुश-पुल डिज़ाइन के कारण (जब अपस्ट्रीम ट्रांजिस्टर खुला होता है और डाउनस्ट्रीम ट्रांजिस्टर अभी तक बंद नहीं हुआ है या इसके विपरीत)) वर्तमान नाड़ी के माध्यम से है। इसकी अवधि लंबी नहीं है, लेकिन यह माइक्रोक्रिकिट के अतिरिक्त हीटिंग की ओर जाता है और पावर सर्किट में शोर पैदा करता है।

एनालॉग क्या हैं

टाइमर के अस्तित्व के बाद से, बड़ी संख्या में क्लोन विकसित और जारी किए गए हैं। वे विभिन्न फर्मों द्वारा उत्पादित किए जाते हैं, लेकिन सभी में संख्या 555 के नाम पर होते हैं। एनालॉग का उत्पादन करने वाले कारखानों में, इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के लोकप्रिय निर्माता और दक्षिण पूर्व एशिया के अज्ञात निर्माता दोनों हैं। यदि पहले वाले घोषित पैरामीटर प्रदान करते हैं, तो आपको दूसरे से किसी भी गारंटी की अपेक्षा नहीं करनी चाहिए। घोषित विशेषताओं से विचलन बड़ा हो सकता है।

यूएसएसआर ने एक समान टाइमर, KR1006VI1 विकसित किया। इसकी कार्यक्षमता एक अपवाद के साथ मूल के समान है: पिन 2 की पिन 6 पर प्राथमिकता है (और NE555 के विपरीत नहीं) सर्किट डिजाइन करते समय इसे ध्यान में रखा जाना चाहिए। एक और बात: इंडेक्स केआर का मतलब है कि चिप केवल डीआईपी 8 पैकेज में उपलब्ध है।

व्यावहारिक अनुप्रयोग के उदाहरण

टाइमर के व्यावहारिक अनुप्रयोग का क्षेत्र विस्तृत है, इस समीक्षा की सीमाओं के भीतर हम विषय का पूरी तरह से खुलासा नहीं कर सकते हैं। लेकिन सबसे आम उदाहरण पार्स करने लायक हैं।

कुछ चिप्स पर सिंगल-ऑसिलेटर मोड में आप समय-सीमित डायलिंग कोड के साथ एक कोड लॉक बना सकते हैं। एक अन्य तरीका विभिन्न सेंसरों के साथ थ्रेशोल्ड इंडिकेटर (प्रकाश, क्षमता भरने का स्तर, आदि) के रूप में उपयोग करना है।

मल्टीवीब्रेटर मोड (एस्टेबल मोड) में टाइमर सबसे व्यापक एप्लीकेशन ढूंढता है। कई टाइमर पर आप एक डेज़ी चेन स्विच बना सकते हैं जिसमें चमकती आवृत्ति, समय और विराम समय के अलग-अलग नियंत्रण होते हैं। आप NE555 को टाइम रिले के आधार के रूप में उपयोग कर सकते हैं और उपभोक्ताओं को 1 से 25 सेकंड तक स्विच करने के लिए एक समय बना सकते हैं। आप एक संगीतकार के लिए एक मेट्रोनोम बना सकते हैं। यह चिप का सबसे अधिक उपयोग किया जाने वाला तरीका है और सभी उपयोगों का वर्णन करना असंभव है।

श्मिट ट्रिगर के रूप में टाइमर का अक्सर उपयोग नहीं किया जाता है। लेकिन फ़्रीक्वेंसी ड्राइवरों के बिना बिस्टेबल मोड में NE555 का उपयोग कॉन्टैक्ट बाउंस सप्रेसर या स्टार्ट-स्टॉप मोड में दो-बटन स्विच के रूप में किया जाता है। वास्तव में, केवल अंतर्निहित RS ट्रिगर का उपयोग किया जाता है। यह एक टाइमर पीडब्लूएम नियामक के आधार पर निर्माण के बारे में भी जाना जाता है।

सर्किट के संग्रह हैं जो NE555 टाइमर के विभिन्न उपयोगों का वर्णन करते हैं। वे चिप का उपयोग करने के हजारों तरीकों का वर्णन करते हैं। लेकिन डिजाइनर का जिज्ञासु दिमाग पर्याप्त नहीं हो सकता है, और वह टाइमर का एक अतिरिक्त, अभी तक कहीं और वर्णित नहीं मिलेगा। चिप के डिजाइनरों द्वारा निर्धारित संभावनाएं इसकी अनुमति देती हैं।

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