IC 555 Pinouts, Astable, Monostable, Sirkuit Bistabil dengan Rumus yang Dijelajahi

Coba Instrumen Kami Untuk Menghilangkan Masalah





Postingan tersebut menjelaskan cara kerja IC 555, detail pinout dasarnya, dan cara mengkonfigurasi IC dalam mode rangkaian astable, bistable, dan monostable yang standar atau populer. Postingan tersebut juga merinci berbagai rumus untuk menghitung parameter IC 555.

Tampilan atas asli IC NE555

pengantar

Dunia hobi kita akan kurang menarik tanpa IC 555. Ini akan menjadi salah satu IC pertama yang kita gunakan dalam elektronik. Pada artikel ini kita akan melihat kembali sejarah IC555, 3 mode operasi dan beberapa spesifikasinya.



IC 555 diperkenalkan pada tahun 1971 oleh sebuah perusahaan bernama 'Signetics' yang dirancang oleh Hans R. Camenzind. Diperkirakan sekitar 1 miliar IC 555 diproduksi setiap tahun. Itu adalah satu IC 555 untuk setiap 7 orang di dunia.

Perusahaan Signetics dimiliki oleh Philips Semiconductor. Jika kita melihat diagram blok internal IC 555 kita menemukan tiga resistor 5K ohm dihubungkan secara seri untuk menentukan faktor waktu, jadi mungkin itulah cara perangkat mendapatkan namanya IC 555 timer. Namun, beberapa hipotesis mengklaim bahwa pemilihan nama tidak ada hubungannya dengan komponen internal IC, itu dipilih secara sewenang-wenang.



Bagaimana IC 555 Bekerja

IC555 standar terdiri dari 25 transistor, 15 resistor dan 2 dioda yang terintegrasi pada cetakan silikon. Ada dua versi IC yang tersedia yaitu timer 555 kelas militer dan sipil.

NE555 adalah IC kelas sipil dan memiliki kisaran suhu operasi 0 hingga +70 derajat Celcius. SE555 adalah IC kelas militer dan memiliki kisaran suhu operasi -55 hingga +125 derajat Celcius.

Anda juga akan menemukan file Timer versi CMOS dikenal sebagai 7555 dan TLC555 ini mengkonsumsi lebih sedikit daya dibandingkan dengan standar 555 dan beroperasi kurang dari 5V.

Timer versi CMOS terdiri dari MOSFET daripada transistor bipolar, yang efisien dan mengonsumsi lebih sedikit daya.

Pinout IC 555 dan Detail Kerja:

DIAGRAM PINOUT: dari IC 555
  1. Pin 1 : Ground atau 0V: Ini adalah pin suplai negatif dari IC
  2. Pin 2 : Pemicu atau masukan: Pemicu sesaat negatif pada pin masukan ini menyebabkan pin3 keluaran menjadi TINGGI. Ini terjadi dengan pemakaian cepat kapasitor timing di bawah level ambang bawah tegangan suplai 1/3. Kapasitor kemudian secara perlahan mengisi melalui resistor waktu, dan ketika naik di atas level suplai 2/3, pin3 menjadi RENDAH lagi. Pengalihan ON / OFF ini dilakukan oleh internal FLIP-FLOP tahap.
  3. Pin 3 : Output: Ini adalah output yang merespons pin input baik dengan naik atau turun, atau dengan berosilasi ON / OFF
  4. Pin 4 : Reset: Ini adalah pin reset yang selalu terhubung ke suplai positif untuk kerja normal IC. Saat diarde untuk sementara menyetel ulang output IC ke posisi awalnya, dan jika terhubung secara permanen ke ground membuat operasi IC dinonaktifkan.
  5. Pin 5 : Kontrol: Potensial DC variabel eksternal dapat diterapkan pada pin ini untuk mengontrol atau memodulasi lebar pulsa pin3, dan menghasilkan PWM yang terkontrol.
  6. Pin 6 : Threshold: Ini adalah pin ambang yang menyebabkan output menjadi RENDAH (0V) segera setelah pengisian kapasitor waktu mencapai ambang atas tegangan suplai 2/3.
  7. Pin 7 : Discharge: Ini adalah pin pelepasan yang dikendalikan oleh flip flop internal, yang memaksa kapasitor timing untuk melepaskannya segera setelah mencapai level ambang tegangan suplai 2/3.
  8. Pin 8 : Vcc: Ini adalah input suplai positif antara 5 V dan 15 V.

3 mode timer:

  1. Pemicu Bistable atau Schmitt
  2. Monostabil atau satu tembakan
  3. Astabil

Mode Bistable:

Ketika IC555 dikonfigurasi dalam mode bistable, IC555 berfungsi sebagai flip-flop dasar. Dengan kata lain ketika pemicu input diberikan, itu mengubah status output ON atau OFF.

Biasanya # pin2 dan # pin4 dihubungkan ke resistor pull-up dalam mode operasi ini.

Ketika # pin2 di-ground untuk durasi pendek, output pada # pin3 menjadi tinggi untuk mengatur ulang output, # pin4 untuk sementara disingkat ke ground, dan kemudian output menjadi rendah.

Tidak perlu kapasitor timing di sini, tetapi menghubungkan kapasitor (0,01uF ke 0,1uF) di # pin5 dan ground direkomendasikan. # pin7 dan # pin6 dapat dibiarkan tidak tersambung dalam konfigurasi ini.

Berikut adalah rangkaian bistable sederhana:

Sirkuit Bistable Sederhana Menggunakan IC 555

Ketika tombol set ditekan, output menjadi tinggi dan ketika tombol reset ditekan output menjadi rendah. R1 dan R2 mungkin 10k ohm, kapasitor mungkin berada di antara nilai yang ditentukan.

Mode Monostabil:

Aplikasi lain yang berguna dari IC 555 timer adalah dalam bentuk a sirkuit multivibrator satu tembakan atau monostabil , seperti yang ditunjukkan pada gambar di bawah.

Segera setelah sinyal pemicu masukan menjadi negatif, mode satu-shot diaktifkan, menyebabkan pin keluaran 3 menjadi tinggi pada level Vcc. Jangka waktu output kondisi tinggi dapat dihitung dengan rumus:

  • Ttinggi= 1,1 RUNTUKC

Seperti terlihat pada gambar, tepi negatif input memaksa pembanding 2 untuk mengaktifkan flip-flop. Tindakan ini menyebabkan keluaran pada pin 3 menjadi tinggi.

Sebenarnya dalam proses ini kapasitor C dibebankan VCC melalui resistor DI LUAR . Saat kapasitor mengisi daya, outputnya dipertahankan tinggi pada level Vcc.

IC 555 rumus dan bentuk gelombang monostable one-shot

Video Demo

Ketika tegangan melintasi kapasitor memperoleh level ambang 2 VCC / 3, pembanding 1 memicu flip-flop, memaksa output untuk mengubah status dan menjadi rendah.

Ini kemudian mengubah debit rendah, menyebabkan kapasitor melepaskan dan mempertahankan sekitar 0 V sampai pemicu masukan berikutnya.

Gambar di atas menunjukkan seluruh prosedur ketika input dipicu rendah, yang mengarah ke bentuk gelombang output untuk aksi satu tembakan monostabil dari IC 555.

Waktu keluaran untuk mode ini dapat berkisar dari mikrodetik hingga beberapa detik, memungkinkan operasi ini menjadi berguna secara ideal untuk berbagai aplikasi yang berbeda.

Penjelasan yang Disederhanakan untuk Pemula

Generator pulsa monostabil atau one-shot banyak digunakan di banyak aplikasi elektronik, di mana rangkaian perlu DIAKTIFKAN untuk waktu yang telah ditentukan setelah pemicu. Lebar pulsa keluaran pada # pin3 dapat ditentukan dengan menggunakan rumus sederhana ini:

  • T = 1.1RC

Dimana

  • T adalah waktu dalam Detik
  • R adalah resistansi dalam ohm
  • C adalah kapasitansi dalam farad

Pulsa keluaran turun ketika tegangan kapasitor sama dengan 2/3 dari Vcc. Pemicu masukan antara dua pulsa harus lebih besar dari konstanta waktu RC.

Berikut ini rangkaian Monostable sederhana:

Rangkaian Monostabil Sederhana Menggunakan IC 555

Memecahkan Aplikasi Praktis Monostabil

Cari tahu periode bentuk gelombang keluaran untuk contoh rangkaian yang ditunjukkan di bawah ini ketika dipicu oleh pulsa tepi negatif.

Larutan:

  • Ttinggi= 1,1 RUNTUKC = 1,1 (7,5 x 103) (0,1 x 10-6) = 0,825 md

Bagaimana Mode Astabil Bekerja:

Mengacu pada gambar rangkaian astabil IC555 di bawah ini, Kapasitor C dibebankan VCC level melalui dua resistor RUNTUKdan RB. Kapasitor diisi hingga mencapai di atas 2 VCC / 3. Tegangan ini menjadi tegangan ambang pada pin 6 IC. Tegangan ini mengoperasikan komparator 1 untuk memicu flip-flop, yang menyebabkan output pada pin 3 menjadi rendah.

Bersamaan dengan ini, transistor pelepasan dinyalakan, menghasilkan keluaran pin 7 yang melepaskan kapasitor melalui resistor RB .

Hal ini menyebabkan tegangan di dalam kapasitor turun hingga akhirnya turun di bawah level pemicu ( VCC / 3). Tindakan ini secara instan memicu tahap flip flop dari IC, menyebabkan output IC menjadi tinggi, mematikan transistor pelepasan. Ini lagi-lagi memungkinkan kapasitor untuk diisi melalui resistor DI LUAR dan RB terhadap VCC .

Interval waktu yang bertanggung jawab untuk mengubah keluaran menjadi tinggi dan rendah dapat dihitung dengan menggunakan relasi

  • Ttinggi≈ 0,7 (RUNTUK+ RB) C
  • Trendah≈ 0,7 RB C

Periode totalnya adalah

  • T = periode = Ttinggi+ Trendah

Video tutorial

Penjelasan yang Disederhanakan untuk Pemula

Ini adalah desain multivibrator atau AMV yang paling umum digunakan seperti di osilator, sirene, alarm , flashers dll, dan ini akan menjadi salah satu rangkaian pertama kami yang diimplementasikan untuk IC 555 sebagai penghobi (ingat LED blinker alternatif?).

Ketika IC555 dikonfigurasi sebagai multivibrator astabil, ia memberikan pulsa berbentuk persegi panjang kontinu di # pin3.

Frekuensi dan lebar pulsa dapat diatur oleh R1, R2 dan C1. R1 dihubungkan antara Vcc dan discharge # pin7, R2 dihubungkan antara # pin7 dan # pin2 dan juga # pin6. # Pin6 dan # pin2 disingkat.

Kapasitor dihubungkan antara # pin2 dan ground.

Frekuensi untuk Multivibrator astabil dapat dihitung dengan menggunakan rumus ini:

  • F = 1,44 / ((R1 + R2 * 2) * C1)

Dimana,

  • F adalah frekuensi dalam Hertz
  • R1 dan R2 adalah resistor dalam ohm
  • C1 adalah kapasitor dalam farad.

Waktu tinggi untuk setiap denyut diberikan oleh:

  • Tinggi = 0,693 (R1 + R2) * C

Waktu rendah diberikan oleh:

  • Rendah = 0,693 * R2 * C

Semua 'R' dalam ohm dan 'C' dalam ohm.

Berikut adalah rangkaian multivibrator astabil dasar:

Rangkaian Astabil Sederhana Menggunakan IC 555

Untuk IC timer 555 dengan transistor bipolar, R1 dengan nilai rendah harus dihindari agar output tetap jenuh di dekat tegangan ground selama proses pelepasan, jika tidak 'waktu rendah' ​​bisa tidak dapat diandalkan dan kita mungkin melihat nilai yang lebih besar untuk waktu rendah secara praktis daripada nilai yang dihitung .

Memecahkan Masalah Contoh Astabil

Pada gambar berikut temukan frekuensi IC 555 dan gambarlah bentuk gelombang keluaran hasil.

Larutan:

Gambar bentuk gelombang dapat dilihat di bawah ini:

Rangkaian IC 555 PWM menggunakan Dioda

Jika Anda menginginkan output kurang dari 50% siklus kerja yaitu waktu tinggi yang lebih pendek dan waktu rendah yang lebih lama, dioda dapat dihubungkan melintasi R2 dengan katoda di sisi kapasitor. Ini juga disebut mode PWM untuk timer IC 555.

Anda juga bisa mendesain file Sirkuit 555 PWM dengan siklus tugas variabel dua dioda seperti yang ditunjukkan pada gambar di atas.

Rangkaian PWM IC 555 yang menggunakan dua dioda pada dasarnya merupakan rangkaian astabil dimana waktu pengisian dan pengosongan kapasitor C1 bercabang melalui saluran terpisah menggunakan dioda. Modifikasi ini memungkinkan pengguna untuk menyesuaikan periode ON / OFF IC secara terpisah, dan oleh karena itu mencapai laju PWM yang diinginkan dengan cepat.

Menghitung PWM

Pada rangkaian IC 555 yang menggunakan dua dioda, rumus untuk menghitung laju PWM dapat dicapai dengan menggunakan rumus berikut:

Ttinggi≈ 0,7 (R1 + Resistensi POT) C

Di sini, resistansi POT mengacu pada penyesuaian potensiometer, dan level resistansi dari sisi pot tertentu yang dilalui kapasitor C.

Katakanlah potnya adalah pot 5 K, dan itu disesuaikan pada level 60/40, menghasilkan level resistansi 3 K dan 2 K. Kemudian tergantung pada bagian mana dari resistansi yang mengisi kapasitor, nilainya dapat digunakan di atas rumus.

Jika penyesuaian sisi 3 K yang mengisi kapasitor, maka rumusnya dapat diselesaikan sebagai:

Ttinggi≈ 0,7 (R1 + 3000 Ω) C

Di sisi lain, jika 2 K yang ada di sisi pengisian penyesuaian pot, maka rumusnya dapat diselesaikan sebagai.

Ttinggi≈ 0,7 (R1 + 2000 Ω) C

Harap diingat, dalam kedua kasus, C akan menggunakan Farad. Jadi, Anda harus terlebih dahulu mengubah nilai mikrofarad dalam skema Anda menjadi Farad, untuk mendapatkan solusi yang tepat.

Referensi: Stackexchange




Sepasang: Inverter Stackable 4kva tersinkronisasi Berikutnya: Sirkuit Lampu Rem Tergantung Kecepatan