555 Zamanlayıcı Entegresi

ne555 Datasheet

Yarım yüzyıldan beridir var olmasına rağmen, bu inanılmaz entegre halen daha kullanılmaktadır. 1971 yılında Signetics Corporation tarafından dünyaya tanıtıldı. İptal edilmiş bir PLL (Faz Kilitme Döngüsü) projesinin yan ürünüdür.

Çok yönlülüğü nedeniyle 555, yüz binlerce tasarımda kullanıldı ve bu entegre halen daha her yıl yaklaşık 1 milyar adet satılmaktır. Bu nedenle 555 şu ana kadar üretilmiş en popüler entegre devreler arasında yer almaktadır.

555 Zamanlayıcı Temelleri

555 zamanlayıcı, 8 pinli bir DIP (çift hat içi paket) içinde paketlenmiştir, ayrıca yüzeye monte versiyonları da mevcuttur.

555 için pin çıkışları yukarıdaki resimde gösterilmektedir.

555, 4,5 ila 16 volt DC arasındaki herhangi bir voltajla ve 200mA akımla çalışabilir. 555’in IN555, TS555 ve LMC555 gibi düşük güçlü CMOS sürümleri de vardır.

CMOS sürümlerine ek olarak, 555 zamanlayıcı IC’nin iki ek varyasyonu vardır:

• 556 – 14 pinli bir pakette çift 555 zamanlayıcı. 555 pinin tamamı her iki zamanlayıcı için de mevcuttur.
• 558 – 16 pinli bir pakette dörtlü versiyon. Bunlar, bazı pinlerin eksik olduğu, 555’in azaltılmış işlevli versiyonlarıdır.

Dahili Operasyon

555, iki kutuplu transistörler, dirençler ve diyotlardan oluşur. İç düzenini aşağıdaki şemada görselleştirebiliriz:

VCC ve topraklama pimleri arasında dirençli bir gerilim bölücü göreceksiniz. Bu bölücü, üç adet 5k dirençten oluşur, bu nedenle VCC voltajını üç eşit parçaya böler.

Ayrıca voltaj bölücünün hemen yanında iki karşılaştırıcı göreceksiniz. Bu karşılaştırıcıların girdileri aşağıdaki gibidir:

• Karşılaştırıcı 1 Pozitifi, Eşik pimi olan 555 pim 6’ya gider .
• Karşılaştırıcı 1 Negatif, VCC voltajının ⅔’ünü alarak voltaj bölücüye gider.
• Karşılaştırıcı 2 Pozitif, VCC voltajının ⅓’ünü alarak voltaj bölücüye gider.
• Karşılaştırıcı 2 Negatif, Tetik pimi olan 555 pim 2’ye gider .

Karşılaştırıcı 1’in negatif girişinden 555 pim 5’e, Kontrol Gerilimi pimine de bir bağlantı vardır.

Bir karşılaştırıcının çalışmasına aşina değilseniz, bu, iki analog girişi alan ve voltaj seviyelerini karşılaştıran bir bileşendir. Pozitif giriş en yüksek voltaj ise YÜKSEK ve negatif daha yüksekse DÜŞÜK bir dijital çıkış üretir.

Karşılaştırıcı çıkışları ters çevrilir ve bir S/R flip-flop’un girişlerine beslenir. Bu tür bir flip-flop’un iki girişi vardır, SET ve RESET ve iki çıkışı, Q ve NOT Q.

SET girişi, Q çıkışını HIGH olarak ayarlar. NOT Q her zaman Q’nun tersidir, dolayısıyla DÜŞÜK olarak ayarlanacaktır.

RESET girişi, Q LOW ayarını yaparak çıkışı tersine çevirir.

Her iki giriş de DÜŞÜK ise, çıkış önceden ayarlandığı gibi kalır. Her ikisi de YÜKSEK ise, flip-flop belirsiz bir çıkış verecektir, bu kararsız bir durum olarak kabul edilir.

Bunu karşılaştırıcının girdilerinin durumuna göre tahmin ederek, her koşulda iki duraklı çıktıyı gösteren bir doğruluk tablosu oluşturabiliriz.

555’te sadece flip-flop’tan gelen NOT Q çıkışı kullanılır. Çıkışı 555 pin 3 olan Çıkış pinine gönderilen bir inverterin girişine gider . Böylece Çıkış pini, flip-flop’un Q çıkışı ile aynı durumdadır.

Flip-flop’un NOT Q çıkışı ayrıca vericisi topraklanmış ve toplayıcısı boşaltma pimi olan 555 pim 7’ye bağlı bir transistörün tabanına gönderilir. Bu pim, bir kapasitöre bağlanmak için kullanılabilir ve şarj ve deşarjını kontrol edebilir. Kapasitörün şarj ve deşarj hızı, 555’teki zamanlamayı belirlemek için kullanılabilir.

555’teki başka bir transistör, tabanı 555 pin 4’e ve vericisi VCC’ye bağlı olacak şekilde bağlanmıştır. Kolektörü, flip-flop’un VCC girişine bağlıdır, bu, flip-flop’un harici bir sinyalle sıfırlanmasını sağlar.

Harici dirençler ve kapasitörler kullanılarak 555, bir osilatör, bir zamanlayıcı veya bir flip-flop olarak yapılandırılabilir.

555 Mod

Bir 555’i bağlamanın kelimenin tam anlamıyla binlerce yolu olsa da, hepsi üç moda ayrılabilir – kararsız, tek durumlu ve iki durumlu.

Kararsız Mod

Kararsız mod, Serbest Çalışma veya Kendi Kendini Tetikleme modu olarak da adlandırılabilir .

Bu modda hiçbir tetikleyici kullanılmaz, bunun yerine 555, çıkışı iki yarı kararlı durumdan birinde olabilen bir osilatör olarak çalışır – YÜKSEK veya DÜŞÜK.

Kararsız Mod

Kararsız mod, Serbest Çalışma veya Kendi Kendini Tetikleme modu olarak da adlandırılabilir .

Bu modda hiçbir tetikleyici kullanılmaz, bunun yerine 555, çıkışı iki yarı kararlı durumdan birinde olabilen bir osilatör olarak çalışır – YÜKSEK veya DÜŞÜK.

Bu deney için bağlantı burada gösterilmektedir:

Pim 5 (Kontrol Gerilimi) ile Toprak arasına bağlanan 0,01 uf kapasitörü merak edebilirsiniz. Bu, 555 kullanılırken yaygın bir düzenlemedir, dahili gerilim bölücüden gelen gerilim girişini düzeltmeye yarar.

Bu örnek, LED’i saniyede yaklaşık bir kez yakacaktır. Zamanlama, 1k ve 100k dirençler ve 10uf kapasitör tarafından belirlenir, dolayısıyla bu değerlerin değiştirilmesi flaş hızını ve/veya görev döngüsünü değiştirir.

Her şeyi bağlayın ve yanıp sönen LED’i gözlemleyin. Efekti görmek için farklı direnç ve kapasitör değerleri ile denemeler yapmayı deneyin.

Kararsız mod, osilatörler, saat sinyalleri ve gördüğünüz gibi LED’leri yakmak için kullanılır.

Monostabil Mod

Bakacağımız bir sonraki 555 modu Monostable Mode. Buna bazen Tek Çekim modu denir.

Tek kararlı modda, 555 harici bir tetik sinyali gerektirir. Tetiğe yanıt olarak bir çıkış darbesi üretir, bu darbenin süresi harici bir direnç ve kondansatör tarafından belirlenir.

• Direnç Rt, Eşik pimi (pim 6) ile VCC arasına bağlanır .
• Kapasitör Ct, Boşaltma pimi (pim 7) ile Toprak arasına bağlanır .
• Eşik ve Boşaltma pimleri (pim 6 ve 7 ) birbirine bağlıdır.
• Tetikleme sinyali, Tetikleme pimine (pim 2) beslenir .

Tetikleme piminde bir tetikleme (düşük darbe) alındığında , tek kararlı, Çıkış pimi 3’te bir çıkış darbesi üretecektir . Bu darbenin süresi, aşağıdaki gibi kapasitör ve direnç değerleri tarafından belirlenir:

T = 1,1 x Rt x Ct

Yine T değeri saniye, Rt değeri ohm ve Ct değeri farad cinsindendir.

Tek Kararlı Mod Demosu

555 timer’ın monostable modda çalışmasını tetikleme görevi gören bir buton anahtarı ve çıkışımız olarak bir LED ile gösterebiliriz. İşte ihtiyacınız olacak bileşenler:

Bileşenlerinizi aldıktan sonra, bunları aşağıdaki gibi lehimsiz bir devre tahtasına bağlayın:

10k direnci, Tetikleme girişini (pim 2) YÜKSEK tutarak bir çekme direnci olarak kullanılır. Butona basılırsa, giriş DÜŞÜK olur ve 555’i tetikler.

Pim 3’teki çıkışın YÜKSEK olduğu ve böylece LED’i aydınlattığı süre, 10uf kapasitör ve 100k direnç tarafından belirlenir. LED’in açık kalma süresini değiştirmek için bu bileşenler için farklı değerler deneyebilirsiniz.

Yine, 0.01 uf kapasitör, değeri direnç dizisine yumuşatmak için kullanılır.

Her şeyi bağlayın ve eylemi gözlemleyin. Düğmeye her bastığınızda LED kısa bir süre yanmalıdır. LED’in yanık kalma süresini nasıl değiştirdiğini görmek için farklı kapasitör ve direnç değerleri deneyin.

Monostabil uygulamalar arasında “temizleme” veya “geri dönme” gürültülü düğme ve diğer dijital sinyaller bulunur.

İki Durumlu Mod

Son 555 zamanlayıcı modu, İki Durumlu moddur. Bu modda, 555 parmak arası terlik gibi çalışır.

İki durumlu mod iki tetikleyici gerektirir, biri çıkışı YÜKSEK ve diğeri DÜŞÜK gönderir. Çıkış, tekrar tetiklenene kadar durumunda kalacaktır.

555’i iki durumlu modda çalıştırmak için hiçbir harici bileşen gerekmez.

Bu şemada tetik girişlerimiz olarak iki anahtar kullanılmıştır. İki direnç, akımın iki tetik girişine akmasına izin verir.

• Tetik 1, Tetik piminde (pim 2) bulunur.
• Tetik 2, Sıfırlama piminde (pim 4).
• Kontrol Voltajı pimi (pim 5) topraklanmıştır.

Çıkış darbe zamanlamasını iki tetikleyici belirlediğinden kapasitör veya direnç kullanılmaz.

Bistable Mod Demosu

İki durumlu modda çalışan 555 zamanlayıcıyı aşağıdaki bileşenlerle gösterebiliriz:

Bunu hem Tetik pimini hem de Sıfırlama pimini kullanarak bağlayacağız. Her durumda, butonlar girişi düşük yapmak için kullanılır ve 10k dirençler onu yüksekte tutar.

Tetik pimi üzerindeki basmalı düğmeye basıldığında, LED yanacaktır. İkinci butona basıldığında çıkış durumu değişecek ve LED sönecektir.

Bu devre tipinin birçok pratik anahtarlama uygulaması vardır, daha büyük bir yükü kontrol etmek için LED’i bir röle veya katı hal anahtarıyla değiştirebilirsiniz.

Beş Basit 555 Projesi

Beş basit proje oluşturarak 555 zamanlayıcımızı çalıştırmaya devam edebiliriz. Bunlar kendi başlarına veya daha büyük bir projenin parçası olarak kullanılabilir.

Unutmayın, 555’i bir mikrodenetleyici girişi olarak da kullanabilirsiniz, böylece daha fazla çok yönlülük için bu projeleri bir Arduino ile birleştirebilirsiniz.

Hafif Kovalayan

Bu projede, 10 LED’li bir ışık kovalayıcı oluşturmak için 555’i bir CMOS CD4017 onlu sayaç ile birleştireceğiz.

Bu projeyi tamamlamak için aşağıdaki bileşenlere ihtiyacınız olacak.

Bu proje için bağlantı şeması karmaşık görünebilir, ancak aslında o kadar da kötü değil. Karmaşıklığın çoğu, 4017’den 10 LED’e giden çıktıdan kaynaklanmaktadır.

Çıkış bağlantılarını basitleştirmek için bu tabloyu kullanabilirsiniz.

Her şeyi bağlayın ve ışıkların birbirini kovalamasını izleyin! Takip hızını ayarlamak için trimpotu (tam boyutlu bir potansiyometre de olabilir) kullanabilirsiniz.

Kilitleme Anahtarı

Kilitleme Anahtarı, pek çok pratik kullanıma sahip basit bir projedir. Ti, basmalı, basmalı bir anahtar düzenlemesidir. Daha büyük bir yükü kontrol etmek için LED yerine röle ile kullanabilirsiniz.

İşte bu projeyi oluşturmak için ihtiyaç duyacağınız bileşenler.

Bu, lehimsiz bir devre tahtasına bağlanması çok kolay bir proje ve çok iyi çalışıyor İşte bağlantı şeması:

Kabloları bağladıktan sonra, bir test yapın. Düğmeye basın ve LED yanmalıdır. Tekrar basın ve LED sönecektir.

DC Motor Kontrolörü

İşte çok faydalı bir proje, bir DC motor için hız kontrol cihazı. Bunu bir dizi uygulama için kullanabilirsiniz.

Hız kontrol cihazımız, bir motorun hızını kontrol etmek için PWM (darbe genişlik modülasyonu) kullandı. Bir MOSFET, çok büyük bir motorun bağlanmasına izin verir.

İşte bu projeyi inşa etmek için ihtiyacınız olan şey:

Seçtiğiniz DC motora uygun bir güç kaynağı sağlamanız gerekeceğini unutmayın. Daha büyük bir motoru sürmek için daha yüksek akım veya voltaj derecesine sahip başka bir MOSFET ile de değiştirebilirsiniz.

İşte DC motor kontrolörümüzün bağlantı şeması.

Motor güç kaynağınızın topraklamasını kontrolör tarafından kullanılan toprağa bağladığınızdan emin olun, aksi halde çalışmaz.

555, çıkışında bir PWM sinyali sağlar ve bu, MOSFET’in kapısına beslenir. Darbelerin genişliği, potansiyometrenin konumu ile belirlenir,

Motorun karşısındaki diyot, MOSFET’i yok edebilecek herhangi bir ters EMF’yi emmek için ters kablolanmıştır,

Her şeyi gösterildiği gibi bağlayın ve ardından test edin. Potansiyometreyi çevirerek motorun sıfırdan tam hıza hareket etmesini sağlamalısınız.

Dokunmatik Anahtar

Bir dokunmatik anahtar, kendi başına veya bir mikrodenetleyicinin girişi olarak kullanılabilen çok kullanışlı bir devredir.

555 zamanlayıcı kullanarak bir tane oluşturmak için ihtiyaç duyacağınız parçalar şunlardır:

Dokunmatik anahtar olarak kullanmak için bir devre kartı üzerinde birkaç kabloya veya iki pede ihtiyacınız olacak. Deneylerim için lehimsiz bir devre tahtasında birkaç tel kullandım. Burada gösterildiği gibi bağlayabilirsiniz:

Bu devrede 555’i monostabil modda kullanıyoruz. Parmak direnciniz, monostabil için tetik sağlar ve LED’i yaklaşık bir saniye aydınlatır. Aydınlatma süresini değiştirmek için direnç ve kapasitör değerlerini değiştirebilirsiniz.

Servo Motor Test Cihazı

Son 555 projemiz bir servo motor test cihazıdır. 6 volt ile çalışan her türlü analog hobi servo motor ile çalışacaktır.

Bir servo motor, motor milini hareket ettirmek için belirli bir genişlikte darbeler kullanır. Devremiz, biri motoru sola, diğeri sağa hareket ettirmek için iki set darbe sağlayacaktır.

Bunları bir araya getirmek için ihtiyaç duyacağınız bileşenler şunlardır:

Kullandığım transistör bir 2N2222 idi, ancak herhangi bir NPN anahtarlama transistörü çalışmalıdır.

Her şeyi aşağıdaki gibi bağlayabilirsiniz:

Farklı bir transistör kullanıyorsanız, pin düzenini kontrol ettiğinizden emin olun. Taban, bir direnç aracılığıyla 555 çıkışına bağlanır, verici topraklanır ve toplayıcı, servo motor kontrol ucuna gider.

Motoru hareket ettirmek için iki buton kullanılır. Deneyin, biri motorunuzu ileri, diğeri ise ters yönde hareket ettirmelidir.

Motor konumunu daha yüksek doğrulukla ayarlamak için iki anahtarı ve dirençlerini bir potansiyometre ile de değiştirebilirsiniz.