خانه / دانش و مهارت / الکترونیک / آشنایی با آی سی تایمر 555 -پایه ها و نحوه کار (بخش اول)

آشنایی با آی سی تایمر 555 -پایه ها و نحوه کار (بخش اول)

تقریبا همه مدار های الکتریکی که امروزه در وسایل مختلف الکترونیکی به کار می روند دارای یک نوسان ساز هستند ، این نوسان ساز (اسیلاتور) ها را می توان با قطعات الکترونیکی مختلفی مانند ترانزیستور ها ساخت،شرکت های سازنده مدار های مجمتع یا IC ها مدل های مختلفی از این IC ها تولید کرده اند و می توان به جرات گفت که IC 555 مشهور ترین نوع آن ها است. این قطعه که همراه با چند قطعه ساده مانند مقاومت و خازن (برای تنظیم و زمانبندی) در بسیاری از مدار های الکترونیکی به کار رفته است تقریبا از اوایل عمر مدارهای مجتمع در بازار وجود داشته است و امروزه به عنوان یک تراشه استاندارد در صنعت مورد استفاده قرار می گیرد. از همین رو این تراشه با نام آی سی تایمر 555 برای همه شناخته شده است . در ساختنی هم چندین مورد از پروژه های مختلف با استفاده از 555 دیده اید!

آی سی تایمر 555 نامش را از سه مقاومت 5 کیلو اهمی می گیرد که در طراحی داخلی آن و در بین مقایسه گر های ولتاژ موجود در مدار های آن تعبیه شده است. 555 بسیار ارزان است،بسیار محبوب است و در وسایلی که به زمانبندی مشخص نیاز دارند کاربرده گسترده ای دارد. این تراشه می تواند به عنوان یک پالس ساز ساده یا برای ایجاد تاخیر های طولانی چندین دقیقه ای به کار رود،IC 555 را همچنین می توان برای ساخت شکل موج های پایدار با دوره های کاری (Duty Cycle) های 50 تا 100 درصد به کار برد.

تراشه تایمر 555 قطعه ای قدرتمند و پایدار است که به شکل یک آی سی 8 پایه به بازار عرضه شده است و می تواند به اشکال مختلفی نظیر نوسان ساز مونو استابل ،بای استابل یا آستابل با دقتی بسیار بالا مورد استفاده قرار گیرد. همین گونه های مختلف استفاده از این تراشه باعث می شود آی سی تایمر 555 کاربرد های زیادی در دستگاه های مختلف از جمله سوییچ یک باره ، تایمر تاخیر، تولید کننده پالس یا نوسان ساز ، فلاشر LED یا لامپ ، صدا ساز و آلارم ساز ، ساعت های منطقی ، تقسیم کننده های فرکانسی ، منابع تغذیه ، تبدیل کننده های ولتاژ و … داشته باشد. در واقع هر مداری که به هر شکلی نیاز به کنترل زمانی داشته باشد می تواند از آی سی تایمر 555 بهره جوید !

در ساختنی بخوانید :  دستور تهیه کیک خرمالو و گردو
شکل کلی بسته بندی DIP تایمر 555
شکل کلی بسته بندی DIP تایمر 555

همان طور که در عکس زیر نشان داده شده است ، یک تراشه 555 در حالت عادی موجود در بازار، یک مدار مجتمع 8 پایه با تکنولوژی ترانزیستور دو قطبی است که به شکل بسته بندی DIP ( دو پایه در یک خط) تولید می شود. این تراشه در طراحی خود از 25 ترانزیستور ،دو دیود و 16 مقاومت استفاده می کند که با هم دیگر تشکیل دو مقایسه کننده ولتاژ، یک حافظه تک بیتی یا فلیپ فلاپ و یک طبقه خروجی با قدرت تحمل جریان نسبتا بالا را می دهند.

خواهر بزرگ تر تایمر 555 ، آی سی تایمر 556 است که در واقع دو 555 را در خود جا داده است و دارای بسته بندی 14 پایه است. تراشه های دیگر و معمولا جدیدتر از خانواده 555،LMC555 و 7555 هستند که همان کار 555 را انجام می دهند اما دارای تکنولوژی های جدید تر (و البته تحمل جریان کم تری) هستند. تکنولوژی هایی مانند ترانزیستور های CMOS به جای ترانزیستور های دوقطبی قدیمی که در ساختار اصلی به کار رفته بودند.

عکس زیر یک دیاگرام بلوکی ساده از ساختار تایمر 555 است که به شکل مختصر توضیحی در مورد پایه ها و مدار های داخلی تایمر 555 می دهد.

دیاگرام بلوکی ساختار داخلی آی سی تایمر 555
دیاگرام بلوکی ساختار داخلی آی سی تایمر 555

پایه های آی سی تایمر 555

پایه 1: پایه زمین ، این پایه IC 555 را به زمین مدار متصل می کند (زمین مدار یا همان صفر ولت).

پایه 2: ماشه یا تریگر IC است. ورودی منفی به مقایسه گر شماره 1 ، پالس منفی بر روی این پایه فلیپ فلاپ داخلی را به حالت “ست” در می آورد. پالس منفی به معنای ولتاژی پایین تر از یک سوم ولتاژ تغذیه IC یا همان Vcc است و باعث می شود خروجی تراشه از حالت ولتاژ پایین منطقی (0) به حالت ولتاژ بالای منطقی (1) تبدیل شود.

پایه 3: پایه خروجی ، پایه خروجی توانایی کار با مدارهای منطقی با استاندارد TTL را دارد و می تواند 200 میلی آمپر جریان را به درون بکشد و یا به بیرون بدهد. ولتاژ خروجی این تراشه تقریبا با ولتاژ تغذیه – 1.5 ولت است . برای همین اسپیکر های کوچک ، LED ها و حتی موتور های الکتریکی کوچک را می توان مستقیما به آن وصل کرد.

در ساختنی بخوانید :  آموزش مدار تبدیل فرکانس به ولتاژ با خروجی PWM

پایه 4: پایه ریست ،کار این پایه از نامش معلوم است . این پایه برای ریست کردن فلیپ فلاپ داخلی که مسئول کنترل کردن وضعیت خروجی (پایه 3) است،استفاده می شود. این پایه نوعی ورودی به شکل فعال – در حالت ولتاژ پایین است . یعنی وقتی به صفر منطقی وصل می شود عمل می کند. بنابراین اگر نیازی به این پایه ندارید ، برای جلوگیری از ایجاد ریست های ناخواسته باید آن را در طراحی مدار به ولتاژ 1 منطقی وصل کنید.

شکل بسته بندی تراشه 555 و مکان پایه های آن از بالا
شکل بسته بندی تراشه 555 و مکان پایه های آن از بالا

پایه 5: پایه ولتاژ کنترل، این پایه با ارجح کردن 2/3 ولتاژ تغذیه بر ولتاژ تقسیم مدار مقاومت،در واقع تنظیمات زمان بندی آی سی تایمر 555 را کنترل می کند. با اعمال ولتاژ های مختلف به این پایه می توانید عرض سیگنال پالس خروجی را مستقل از مدار زمانبندی مقاومت-خازنی اطراف IC تغییر دهید. وقتی از این پایه استفاده ای نمی شود آن را با یک خازن 10 نانوفارادی به زمین مدار متصل می کنند تا اثر نویز روی آن خنثی شود.

پایه 6: پایه آستانه (Threshold) ،در واقع ولتآژ مثبتی روی مقایسه گر داخلی شماره دو است . این پایه برای ریست کردن فلیپ فلاپ داخلی در زمانی به کار می رود که ولتاژ روی آن از 2/3 ولتاژ تغذیه بالاتر رود. این کار باعث می شود ولتاژ خروجی آی سی تایمر 555 از حالت “بالا” به “پایین” تغییر حالت دهد. این پایه به شکل مستقیم به مدار زمانبندی مقاومت – خازن (RC) وصل می شود.

پایه 7: پایه تخلیه (Discharge) ،این پایه در واقع به شکل مستقیم به پایه کالکتر یک ترانزیستور دو قطبی NPN در داخل تایمر 555 وصل شده است که برای “تخلیه” بار خازن در مدار زمان بندی به کار می رود .

پایه 8: پایه ولتاژ تغذیه تراشه یا Vcc ،این پایه به ولتاژ تغذیه آی سی تایمر 555 وصل می شود و می تواند از 4.5 تا 15 ولت را به تحمل کند. بدیهی است که ولتاژ پایین تر از 4.5 ولت ممکن است باعث خاموش شدن IC شده و ولتاژ بالای 15 ولت به مدارهای داخلی آن صدمه وارد کند.

در ساختنی بخوانید :  با برد آردوینو و SW520D مدار تشخیص حرکت بسازید

روش کار آی سی تایمر 555 :

همان طور که قبلا اشاره کردیم، نام IC 555 از سه مقاومت داخلی 5 کیلو اهمی می آید که یک شبکه تقسیم ولتاژ در بین پایه تغذیه (شماره 8) و زمین (شماره 1) ایجاد کرده اند.این مقاومت های سری، ولتاژ ورودی معکوس (Inverting Input) مقایسه گر شماره دو را در حد 2/3 ولتاژ تغذیه و ورودی مستقیم مقایسه گر شماره 1 را در حد 1/3 ولتاژ تغذیه نگه می دارند.

دو مقایسه گر موجود در مدار 555Timer ، ولتاژ خروجی را وابسته به تفاوت ولتاژ بین دو پایه ورودی خود ایجاد می کنند. این تفاوت ولتاژ ورودی به وسیله شارژ یا تخلیه مدار خارجی RC که به تراشه متصل می شود کنترل خواهد شد. خروجی های هر دو مقایسه گر به دو پایه ورودی فلیپ فلاپ متصل است که باعث می شود این قسمت در خروجی خود (Q) یا مقدار پایین (صفر) و یا مقدار بالا(یک) تولید کند. خروجی فلیپ فلاپ به یک طبقه خروجی سوییچینگ متصل است که ولتاژ خروجی را به هر شکلی که باشد در خروجی نشان می دهد و در آن واحد می تواند جریان قابل ملاحظه ای نیز از خود بگذراند.

معمول ترین استفاده از نوسان ساز 555 ، بستن آن به شکل یک اسیلاتور آستابل با وصل کردن دو مقاومت و یک خازن به پایه های آن برای تولید یک قطار پالس بی پایان با بازه زمانی مشخصی است که توسط مدار خارجی مقاومت – خازنی آن تنظیم می شود. اما همان طور که گفتیم این قطعه توانایی کار در حالت مونو استابل ، مولتی ویبراتور بای استابل را نیز دارا می باشد.

منبع / (با تغییرات از تیم ساختنی)

خلاصه مطلب
معرفی و آموزش استفاده از آی سی تایمر 555
عنوان مطلب
معرفی و آموزش استفاده از آی سی تایمر 555
توضیح کوتاه
آموزش کار با آی سی تایمر 555 به زبان ساده . بخش اول : معرفی ، پایه ها و نحوه کار
نویسنده
ساختنی
ساختنی

بیشتر بخوانید:

هدفون معمولی را به هدفون بلوتوثی تبدیل کنید!... بلوتوث باکس نام گجتی است که در این ساختنی طرز ساختش را یاد می گیرید. با این گجت کوچک می توانید هدفون های معمولی را به هدفون بلوتوثی تبدیل کنید. افراد ...
صفحه لمسی خازنی یا تاچ گوشی چیست و چگونه کار می کند ؟... امروزه گوشی های لمسی به عنوان رایج ترین و محبوب ترین نوع گوشی تلفن همراه در میان مصرف کنندگان شناخته شده هستند.اما آیا می دانید که صفحه لمسی گوشی یا ب...
با قطعات الکترونیکی ارزان آشکارساز جریان AC بسازید... آشکارساز جریان AC دستگاهی است که بدون برقراری اتصال فیزیکی با قطعات یا مدارات الکترونیکی مختلف جریان AC را شناسایی می کند. در این ساختنی طرز ساخت این ...
آموزش ساخت مدار ژنراتور ولتاژ منفی با قطعات ارزان (منفی ساز ولتاژ)... اگر اهل پروژه های الکترونیکی باشید، دیر یا زود به ریل ولتاژ منفی نیاز پیدا می کنید. برای تامین ولتاژ منفی یا باید منبع تغذیه دو ریلی داشته باشید یا ژن...
پروژه آردوینو : با ترکیب نور، صدا و الکترونیک یک ساز چندنفره بسازید... در این ساختنی طرز ساخت یک پروژه آردوینو متفاوت، جالب و البته سرگرم کننده را یاد می گیرید. یک گنبد چوبی که از ۱۲۰ مثلث ساخته می شود و هر مثلث یک LED و ...
آشنایی با تایمر ۵۵۵ – مدار اسیلاتور آستابل (بخش چهارم)... در سه قسمت قبلی آموزش کار با آی سی تایمر 555 این تراشه را معرفی کردیم و با پایه هایش آشنا شدیم ، آموختیم که چگونه می توانیم با استفاده از تراشه زمان س...

درباره مهرداد جمالی

مهرداد جمالی
مهرداد جمالی ، متولد 1367 ، دانش آموخته رشته لیسانس مهندسی مخابرات دانشگاه ملی زنجان و دانشجوی ارشد مدیریت صنعتی است. وی بنیان گذار اصلی پروژه ساختنی و یکی از مدیران ارشد وبسایت است.

پیشنهاد می کنیم

بوست شارژ خورشیدی

ساخت مبدل بوست خورشیدی با شارژ کنترلر MPPT

مداری که در این ساختنی قصد ساختن آن را داریم، یک محدوده کننده ولتاژ و …

۲ دیدگاه ها

  1. سلام
    آْسماني هستم
    ممنونم كه انقدر سريع آموزش درخواستيم رو ارائه كرديد
    خيلي عالي بود، منتظر بخش يا بخش هاي بعدي هستم

    هميشه موفق هستيد
    با احترام

پاسخ دهید