NE555 – tryb monostabilny

Edukacyjne generator ne555 projektowanie

Dodane przez 19 września 2010

Kontynuujemy omawianie timera NE555. W tej części zajmiemy się trybem monostabilnym, czyli generującym jeden impuls o ustalonych parametrach po wcześniejszym podaniu impulsu na jego wejście wyzwalające. W dalszej części wpisu dowiesz się jak to działa i jak wykonać potrzebne obliczenia.

Działanie NE555 w trybie monostabilnym

Kolejne kroki dziania układu przedstawię w formie kilku kolejnych punktów – łatwiej będzie coś takiego analizować niż zwykły, zbity do kupy blok tekstu. Najpierw jednak schemat, pochodzący z noty katalogowej firmy Fairchild Semiconductor i lekko przeze mnie zmodyfikowany.

NE555 - Tryb monostabilny

Kondensator C2 pełni jedynie pomocnicza funkcję i jego pojemność powinna wynosić kilka-kilkanaście nF.

1. Start

Aby NE555 zabrał się do pracy, należy podać na jego wejście wyzwalające TRIG (wyprowadzenie nr 2) napięcie o wartości mniejszej niż 1/3 napięcia zasilania. Układ reaguje na impulsową zmianę napięcia do stanu niskiego, zadziałaniem wewnętrznego przerzutnika, co skutkuje ustawieniem wyjścia układu (pin nr 3) w stan wysoki. Zostaje również wyłączony tranzystor rozładowujący (jego kolektor jest dołączony do 7 nóżki).

2. Ładowanie się kondensatora C1

Skutkiem wyłączenia tranzystora rozładowującego, który teraz nie przewodzi jest rozpoczęcie ładowania kondensatora C1. Prąd służący do tego przepływa przez rezystor RA i kondensator jest ładowany. Cały czas wyjście jest w stanie wysokim, czyli niewiele mniejszym niż napięcie zasilające układ.

3. Koniec impulsu

Gdy napięcie na kondensatorze (dokładniej na dołączonym do niego wyprowadzeniu THRES, nóżka nr 6) przekroczy 2/3 wartości zasilania, zadziała wewnętrzny komparator przywracający przerzutnik do początkowego stanu. Zakończy się ładowanie kondensatora i zostanie on rozładowany przez rozpoczynający przewodzić tranzystor rozładowujący. Stan wyjścia zmieni się z powrotem na niski i układ będzie oczekiwał na następny impuls wyzwalający.

Na koniec ważna uwaga – impuls wyzwalający powinien się skończyć przed zakończeniem generowania impulsu na wyjściu układu. Jeśli się to nie stanie, na wyjściu mogą występować różne śmieci w postaci skoków napięcia.

Jak dobrać elementy w trybie monostabilnym?

Ustawienie odpowiedniej stałej czasowej nie jest zbyt trudne – wystarczy skorzystać z prostego (nieco uproszczonego w stosunku do pierwowzoru) wzoru:


Co oznaczają literki?
t – czas impulsu w sekundach
R – wartość oporu rezystora ładującego w omach
C – pojemność kondensatora w faradach

Aby wszystko działało jak najlepiej, C nie powinien mieć pojemności mniejszej niż 1nF, a R oporu mniejszego niż 1kOhm.

Zapraszam do przeczytania następnych wpisów o układzie NE555, które ukażą się na stronie w ciągu następnych tygodni.

  • http://forum.majsterkowicza.pl/user-308.html Kasado

    Jeśli o mnie chodzi, to proszę o następne wpisy na temat tego układu. :)

    Dobrze by było podać schemat jakiegoś użytecznego, aczkolwiek nie skomplikowanego urządzenia wykorzystującego ten układ. O ile to możliwe. :)

  • http://forum.majsterkowicza.pl/user-0.html Gość

    Cześć.

    Zastanawiam się jak sprawdzić czy układ działa, jak podłączyć diodę by migała zgodnie z częstotliwością timera? Zgaduję, że szeregowe włączenie jej do wyjścia to słaby pomysł.

  • http://forum.majsterkowicza.pl/user-1.html btomasz

    Przyłączenie diody do wyjścia NE555 jest jak najbardziej możliwe. Jego wydajność to wg. dokumentacji 0,2A. Przy używaniu jednej diody trzeba nawet ograniczyć jej prąd rezystorem.

  • http://forum.majsterkowicza.pl/user-0.html Gość

    Hmm a ja mam takie pytanie.. Czy dałoby się zrobić taki generator unipolarny 2 fazowy. Z regulacją częstotliwości(np. 10Hz do 200Hz) i wypełnienia(ale od 1% do 99%). Długi czas już coś takiego próbuję zrobić i powiem Ci że dzięki Twoim artykułom jestem coraz bliżej celu.. lecz właśnie nie mam pojęcia jak to do końca zrobić.. Wszędzie znajduję od 50%. Błagam.. Nie pomógłbyś mi trochę :)

  • http://forum.majsterkowicza.pl/user-1.html btomasz

    Pod tym linkiem (http://free.of.pl/z/zlabs/download/Ss55511.exe) powinien być programik do obliczania elementów dla generatorów z NE555. Jest tam opcja generatora o mniejszym wypełnieniu, tym razem do 50% :). Może okaże się przydatny.

    Regulacja wypełnienia i częstotliwości na raz może być kłopotliwa, choć może i możliwa. Znalazłem gdzieś schemat który być może się nada, ale nie daję na to żadnych gwarancji. Nawet w miejscu znalezienia nie był opisany :) (również w załączniku)

    Możesz spróbować z innymi układami specjalnie zaprojektowanymi do takich zadań. NE555 jest uniwersalny i przez to fajny, ale nie wszędzie się nadaje. Niestety oznaczenia układów nie przychodzą mi chwilowo do głowy, ale po odrobinie poszukiwać pewnie uda się coś znaleźć.

  • http://forum.majsterkowicza.pl/user-319.html Bogus1

    Ten twój kalkulator coś nie tak działa jak wpisuje wypełnienie 50% to na dole pisze że wartość wypełnienia powinna być równa większa od 50%

  • http://forum.majsterkowicza.pl/user-1.html btomasz

    Działa, tyle że dla tego timera istnieją różne wersje schematów i w tym akurat wypełnienie nie może być mniejsze niż 50% (nie ma w ogóle możliwości osiągnięcia takiego wypełnienia), a w praktyce wartość wypełnienia musi być większa niż 50% z powodu jednego z rezystorów, który miał wtedy zerowy opór i układ nie działał prawidłowo. Może trochę zamotałem, ale na forum niedawno przewinął się wątek z takim problemem – http://forum.majsterkowicza.pl/thread-270.html

    Inne wypełnienia da się osiągnąć, ale trzeba skorzystać z innego schematu, ale takich niestety jeszcze nie ma ani w kalkulatorze ani na tej stronie.

    Pozdrawiam.

  • Elektronik

    Końcówka 4 (RESET) jeżeli z niej nie korzystamy powinna być podłączona do plusa zasilania (np. do końcówki 8 układu)
    (na rysunku tego nie zaznaczono).

    Kalkulator powinien sygnalizować, że czasy krótsze niż 10 us (10 mikrosekund) są praktycznie nierealizowalne na tym układzie (praca monostabilna) ze względu na różne opóźnienia wewnątrz niego.

    Także nie powinien umożliwiać wprowadzania wartości R mniejszej niż 1000 omów.

    Tu również powinna być zmienna: napięcie zasilania Vcc i ograniczenie na maksymalną rezystancję ładującą kondensator:

    Ra <= Vcc/(3*0.25uA)

    które wynika z niezerowego prądu wejściowego wejście komparatora (THRESHOLD) podłączonego do końcówki 6. Jeżeli Ra będzie większe niż ta wartość, kondensator może się nigdy nie naładować do wartości progowej i po wyzwoleniu impuls nigdy się nie skończy. Ze względu na rozrzut parametrów poszczególnych egzemplarzy układów 555 lepiej nawet nie pracować w pobliżu wartości granicznych.

  • btomasz

    Dzięki. Jeśli kalkulator doczeka się następnej wersji to postaram się to uwzględnić :)

  • Bryxon

    Czesc, musze przyznac ze po raz kolejny “zaczynam” od czegos bardziej skomplikowanego niz tranzystory. Wybralem N555 na poczatek w projekcie sterowania karmnikiem dla kotow ale to dotychczas pasmo ciaglych porazek i nie wiem co robie zle..
    Niestety tak jest tez i w tym prostym ukladzie.
    Nie potrafie nigdzie znalezc co specyfikacja rozumie pod nazwa impulsu wyzwalania (trigger) – czy to zwarcie z masa? podlaczenie napiecia i pod koncowke i mase? zmiana napiecia? Testowalem wszystkie opcje…

    Zlozylem wedlug schematu dajac R = 1M Ohm, C1 = 47uF,10V, C2 = 10nF (oznaczenie “103”)
    Po podlaczeniu napiecia 8V miedzy Vcc-GND mam na wyjsciu OUT-GND od razu niecale 8V.
    Nic nie jest w stanie tego zmienic! Usiluje zwierac TRG-GND, podlaczac 3V – nic to nie daje.

    Testowalem dwa uklady o oznaczeniach 555D (JRC 8232) oraz NE 555p (28A80HM) oba w takich samych obudowach pasujacych do stykowej plytki uniwersalnej.
    Czyzby oba uklady byly uszkodzone?
    Wg specyfikacji i katalogow kropka na obudowie jest w okolicach GND i tak to podlaczam.
    Jak mowilem to juz kolejny 3 uklad w ktorym N555 mi nie dziala kompletnie cos musze robic zle..

    Ktos moze wie co sie dzieje?

    Pozdrawiam

    Bartek