LM555CN to popularny układ scalony często używany jako timer (czasomierz) lub generator impulsów. Jest to bardzo uniwersalny i łatwy w użyciu układ, który może być zasilany napięciem od 4.5V do 15V. Jest to wersja układu 555, który został zaprojektowany przez Hansa R. Camenzinda w 1971 roku i od tego czasu jest szeroko stosowany w różnych zastosowaniach elektronicznych.
Oto podstawowe elementy wewnętrzne układu LM555CN:
- Komparator napięcia: Jest to główny element, który porównuje napięcie na pinach 2 (wewnętrzny progowy napięcia) i 6 (napięcie odniesienia) i generuje odpowiedni sygnał wyjściowy w zależności od wyniku porównania.
- Tranzystor wyjściowy (wewnętrzny switch): Ten tranzystor jest używany do sterowania wyjściem układu w zależności od stanu komparatora napięcia.
- Odporność na przeciążenie: Chroni układ przed uszkodzeniami spowodowanymi przeciążeniem.
- Wewnętrzne napięcie odniesienia: Zazwyczaj 1/3 zasilania, służy do porównywania z napięciem na pinie 2 przez komparator.
- Wewnętrzny dzielnik napięcia: Ustala progowe napięcie, przy którym układ zmienia stan wyjściowy.
- Przerzutnik RS: Jest używany w wewnętrznej strukturze układu do przekazywania informacji o stanie układu.
- Odporności i kondensatory zewnętrzne: Układ wymaga zewnętrznych komponentów, takich jak rezystory i kondensatory, aby ustawić okres czasu, dla którego generuje impulsy.
- Trójstanowy bufor wyjściowy: W niektórych wersjach układu LM555CN znajduje się trójstanowy bufor, który umożliwia łatwe podłączanie wielu układów.
Układ LM555CN jest wysoce konfigurowalny i może być stosowany w różnych konfiguracjach, takich jak monostabilny, astabilny.
MONOSTABILNY
W opisanym połączeniu, układ LM555CN zachowuje się jako monostabilny multiwibrator. Gdy na wejście TRIGGER (pin 2) zostanie podane niskie napięcie (czyli niższe niż 1/3 napięcia zasilania), układ załączy się na określony czas, który można obliczyć ze wzoru czasu trwania impulsu T=1.1×R1×C1, gdzie R to wartość rezystancji rezystora, a C to pojemność kondensatora.
Jeśli na wejście TRIGGER nie zostanie już podawany sygnał, układ wygeneruje impuls o ustalonym czasie trwania, a następnie wróci do stanu oczekiwania na kolejny sygnał na wejściu TRIGGER.
Warto zaznaczyć, że czas trwania impulsu można dostosować, zmieniając wartości rezystora i kondensatora. Na przykład, zmniejszając wartość rezystora lub zwiększając pojemność kondensatora, można wydłużyć czas trwania impulsu, podczas gdy zwiększając wartość rezystora lub zmniejszając pojemność kondensatora, można skrócić czas trwania impulsu.
ASTABILNY
Układ astabilny oparty na układzie LM555CN jest to konfiguracja, w której układ generuje ciągłe serie impulsów o stałej częstotliwości. W tym trybie pracy układu LM555CN, zarówno czas trwania impulsu wysokiego, jak i impulsu niskiego, są określane przez zewnętrzne elementy takie jak rezystory i kondensatory.
Oto jak to działa:
- Piny 2 (TRIGGER) i 6 (THRESHOLD): W trybie astabilnym, piny TRIGGER i THRESHOLD są używane do kontrolowania czasu trwania stanów wysokiego i niskiego sygnału wyjściowego. Podobnie jak w trybie monostabilnym, napięcie na tych pinach jest porównywane z wewnętrznym napięciem odniesienia.
- Pin 3 (OUTPUT): Jest to wyjście układu, które generuje serie impulsów. W trybie astabilnym, stan tego wyjścia zmienia się cyklicznie pomiędzy stanem wysokim (napięcie bliskie napięciu zasilania) i stanem niskim (napięcie bliskie 0V), tworząc ciągłe serie impulsów.
- Rezystory i kondensatory zewnętrzne: W układzie astabilnym, wartości rezystorów i kondensatorów są odpowiednio dobrane tak, aby ustalić czas trwania impulsów wysokich i niskich oraz całkowitą częstotliwość generowanych impulsów. Czas trwania impulsu wysokiego (TH) oraz impulsu niskiego (TL) można obliczyć ze wzorów:
TH=0.693×(R1+R2)×C
TL=0.693×R2×C
Przerzutnik RS: Wewnętrzna struktura układu LM555CN wykorzystuje przerzutnik RS do zmiany stanu wyjścia w sposób cykliczny, co prowadzi do generowania impulsów.
