Poznawanie IC555 dzięki eksperymentom, część 1

Rajeev Nilkanth Deshpande

Kursy

IC-układy scalone

2 maja 2023

490

Układ scalony "555" to znany i powszechnie stosowany timer. Niemłody, a równocześnie "wiecznie młody", określany mianem ever green. To nieskomplikowany układ zamknięty w ośmionóżkowej obudowie, a swą popularność zawdzięcza temu, iż jest bardzo elastyczny w konstrukcji szeroko rozumianego timera, czyli obwodu odmierzania czasu.

Poprzednia część

Spis treści

Następna część

1. Poznawanie IC555 dzięki eksperymentom, część 1 2. Poznawanie IC555 dzięki eksperymentom, część 2

Najlepszym sposobem poznania możliwości układu jest eksperymentowanie. W bieżącym dwuczęściowym artykule zaproponowano dwanaście aplikacji, różnego łączenia jednego lub dwóch timerów IC555. W pierwszej części zaproponowano 6 prostych układów doświadczalnych. W części drugiej kolejne 6 nieco bardziej rozbudowanych układów z wykorzystaniem tego układu scalonego. Eksperymenty tu proponowane nie wyczerpują oczywiście wszystkich możliwości. Pozwolą natomiast na w miarę dokładne poznanie, co na 555 da się zrobić.

Na początek warto odwołać się do karty katalogowej układu scalonego i rozpoznać jego strukturę. Wtedy wyróżnimy takie bloki funkcjonalne jak: prosty rezystancyjny dzielnik napięcia, dwa analogowe komparatory, przerzutnik bistabilny RS z dodatkowym dominującym wejściem zerowania (resetu) oraz stopień wyjściowy (output stage) o zdolnościach prądowych na poziomie 200 mA zarówno w kierunku wpływu (source) jak i wypływu (sink). Kluczowa jest obecność dwóch komparatorów, które (aby być zgodnym z nomenklaturą zawartą w karcie katalogowej) nazwiemy "trigger" (dolny komparator) i "threshold comparator" (górny). Różne konfiguracje połączeń z kilkoma zaledwie elementami zewnętrznymi pozwolą także na rozpoznanie trzech trybów pracy tego układu scalonego. Czyli tryb monostabilny, astabilny i bistabilny.

Zaproponowane eksperymenty są bardzo proste i mają gównie cel edukacyjny. Dlatego proponujemy montaż na uniwersalnej płytce stykowej w celu szybkiej i łatwej rekonfiguracji. Jako źródło zasilania wykorzystano prosty zasilacz o napięciu z przedziału 5 V do 9 V. Aczkolwiek zgodnie z danymi w karcie katalogowej, układ 555 można zasilić napięciem w zakresie od 4,5 V do 15 V. Ten timer może odmierzać czasy z bardzo szerokiego zakresu, od mikrosekund do wielu sekund lub nawet kilku minut. W dalszych doświadczeniach zastosowane stałe czasowe są na poziomie ułamka lub kilku sekund. Aby czytelnie zobrazować pracę układu użyto diod LED podłączonych do wyjścia OUT lub do wyprowadzenia DISCHARGE, które jest współbieżne z OUT lecz ma cechy wyjścia z otwartym kolektorem.

Eksperyment nr1 nie wykorzystuje wszystkich podzespołów (bloków funkcjonalnych) układu scalonego. W doświadczeniu drugim, trzecim i czwartym pokazano pracę układu z wykorzystaniem obu komparatorów, przerzutnika Flip-Flop i dzielnika napięcia. Stopień wyjściowy pozostaje nieaktywny, a konfiguracje tych eksperymentów demonstrują pracę timera w trybie bistabilnym, astabilnym i monostabilnym. Nie potrzeba żadnego miernika śledzącego pracę układu. Jest ona demonstrowana świeceniem bądź miganiem diody LED. Doświadczenia nr 5 i 6 są nieco bardziej skomplikowane. Angażują po dwa timery 555 aby pokazać ciekawe sytuacje, jakie można wtedy uzyskać. Proponowane eksperymenty są nie tylko pouczające, ale przysporzą też sporo zabawy.