|
Timer NE 555 | |
|
Inleiding. Midden zeventiger jaren bracht Signetics de 555 timer op de markt, een uniek functieblok dat erg populair geworden is. De 555 bestaat uit twee comparatoren, een bistabiele flipflop, een ontlaadtransistor en een spanningsdeler. Hij is in staat om nauwkeurige tijdvertragingen te realiseren, of in oscillatorschakelingen toegepast te worden. Dit gebeurt dan via een externe condensator en een of twee weerstanden. De 555 IC bestaat uit 23 transistors, 2 diodes en 16 weerstanden op een silicium chip in een 8-pin mini DIP (dual inline package) behuizing. Ook is de 555 te verkrijgen in een 8 pens SMD uitvoering. Ook is er de 556, dit zijn 2 555's in 1 behuizing (SMD of DIP), die alleen de voeding delen. De 556 kan dus als volwaardige vervanger van 2 losse 555's gebruikt worden. |
De voornaamste specificaties zijn...
|
|
In de 555 is een spanningsdeler van drie gelijke weerstanden (elk van 5 kOhm) ingebouwd, welke de threshold op 2/3 van de voedingsspanning vastlegt en de triggerspanning op 1/3 van de voedingsspanning. Beginnen we met een positieve spanning, welke groter is dan 1/3 van Vcc op de trigger dan zal de comparator omklappen als de trigger kortstondig naar 0 V wordt getrokken. Nu klapt de flipflop ook om en wordt de output hoog (ongeveer gelijk aan Vcc). Is de output hoog dan is de ontlaadtransistor niet geleidend. Omdat de uitgang van deze transistor verbonden is met de externe tijdbepalende condensator kan deze zich nu opladen via een externe weerstand. De spanning over de condensator ligt ook aan pen 6, de "threshold". Als de spanning over deze condensator 2/3 van de voedingsspanning bereikt, klapt de bovenste comparator om en de uitgang wordt laag. De ontlaadtransistor wordt geleidend en ontlaadt de tijdcondensator.
|
Reset functie. Als men de timerfunctie op een bepaald moment wil onderbreken, dan kan dit via pen 4 (reset). Deze wordt via een weerstand hoog gehouden. Door nu deze aansluiting met de - te verbinden wordt de uitgang van de flipflop 0 V en de tijdcondensator wordt ontladen. Deze reset blokkeert alle andere interne functies. Regelspanning. Pen 5 is verbonden met het bovenste deel van de spanningsdeler. Door nu de spanning over pen 5 te variëren kan men de frequentie van de schakeling ook variëren. Dit mag tussen 45 en 90 % van Vcc in de monostabiele mode, terwijl dit van 1,7 V tot Vcc mag zijn als hij als oscillator wordt gebruikt. Wordt pen 5 niet gebruikt dan verdient het aanbeveling om hem via een conden- sator (+/- 10 nF) met de - te verbinden |
De 555 als Monostabiele oscillator.
Men hoeft voor deze schakeling slechts een weerstand R en een condensator C aan te sluiten. Op een negatief gaande puls op de trigger start de timer en de uitgang wordt hoog. De ontlaadtransistor geleidt niet meer dus de C kan zich via de weerstand R opladen. De spanning over C stijgt exponentieel volgens de bekende laadkromme totdat hij 2/3 van Vcc bereikt (de thresholdspanning) en de flipflop omklapt; de uitgang wordt nu laag. De tijdconstante is in dit geval T=1,1RC. T in seconden, R in Ohm en C in Farad. De transistor ontlaadt de condensator en de schakeling staat weer klaar voor een nieuwe cyclus
De 555 als Astabiele oscillator.
Zet men spanning op de schakeling dan is de spanning over de condensator C = 0 V, dus de schakeling wordt getriggerd en de output wordt direct hoog. Via RA en RB wordt de condensator opgeladen tot 2/3 van Vcc. Dan wordt de uitgang laag gestuurd en de interne transistor ontlaadt de condensator via RB. Is de condensator ontladen tot 1/3 van Vcc dan volgt triggering, waardoor de cyclus weer opnieuw begint. M.a.w. bij deze schakeling geeft een continu pulserende spanning af met een frequentie van f = 1,49 : (RA + 2 x RB) x C
|
Algemene opmerkingen.
Omdat de tijdinterval afhankelijk is van de voedingsspanning Vcc verdient het aanbeveling deze te stabiliseren en te
filteren. Evenals het plaatsen van een bypass condensator over de Vcc en - van 10 nF tot 10 µF zo dicht mogelijk bij
de 555. Voor de weerstanden kunnen we het beste metaalfilmweerstanden nemen en voor de condensator zilvermica, mylar,
policarbonaat, polystyreen of tantaal met lage lek. De timer zelf heeft een kleine neg. temp. coëff. (50 ppm/ ºC).
Door de ontlaadtransistor Q14 mag max. 35 - 55 mA lopen. Deze stroom bestaat uit de constante stroom door weerstand RA
en de ontlaadstroom van de tijdbepalende condensator. Voor RA rekent men met een min. waarde van 5 kOhm. De 555 kan
freq. opwekken van 1 MHz, maar i.v.m. de temperatuurstabiliteit is het raadzaam niet verder te gaan dan 500 kHz. De max.
tijdvertraging kan meer dan een uur bedragen, maar dan heb je extreem lekvrije condensatoren nodig. Normaal zijn tijden
van 20 - 25 min. haalbaar.
|
|
Schematische voorstelling van de timer.
