De 555 timer IC is een eenvoudige chip die wordt gebruikt voor timing- en pulscontrole. Het kan vertragingen, eenmalige pulsen en herhalende vierkante golfsignalen veroorzaken. In zijn 8-pins behuizing gebruikt hij vergelijkers, een flip-flop en een ontlaadtrap om de uitgang HOOG of LAAG te schakelen. Dit artikel geeft informatie over de pinout, modi, gebruik, RC-timing en probleemoplossing.
555 Timer IC Basisprincipes
De 555 timer IC is een eenvoudige chip die wordt gebruikt voor timing- en pulscontrole. Het kan vertragingen, herhalende signalen en stabiele uitgangsgolven creëren. In zijn 8-pins behuizing gebruikt hij comparators, een flip-flop en een uitgangstrap om te regelen hoe het signaal aan- en uitgaat.
555 Timer IC Pinout
| Pin | Naam | Kenmerken |
|---|---|---|
| 1 | GND (grond) | Aarde, als laagniveau (0V) |
| 2 | TRIG(trigger) | Wanneer deze pinspanning daalt tot 1 / 3VCC (of de drempelspanning bepaald door de regelaar), wordt de uitgang hoog gegeven. |
| 3 | UIT | Output hoog niveau (+VCC) of laag niveau. |
| 4 | RST (reset) | Wanneer deze pin de elektriciteitstimer ontvangt, wordt de chip gereset wanneer deze pin geaard is en is de uitgang laag. |
| 5 | CTRL (besturing) | De drempelspanning van de chip wordt geregeld. (Wanneer de pin leeg is, is de standaard twee-drempelspanning 1 / 3Vcc en 2 / 3Vcc). |
| 6 | THR (drempel) | Wanneer deze pinspanning stijgt tot 2 / 3VCC (of drempelspanning bepaald door de regelaar), wordt de uitgang verlaagd. |
| 7 | DIS (ontslag) | De interne OC-poort wordt gebruikt om de condensator te ontladen. |
| 8 | V +, VCC (vermogen) | Geef de chip een hoog stroomniveau. |
555 Timer Schakelschema
De 555-timer werkt door de spanningen op de drempel- (pin 6) en Trigger-ingangen (pin 2) te vergelijken met twee vaste referentieniveaus die worden gecreëerd door de interne drie 5 kΩ-weerstanden. Deze referenties stellen schakelpunten in op ongeveer 2/3 VCC en 1/3 VCC. Wanneer de triggerspanning onder het lagere niveau daalt, zet de interne vergrendeling zich in en rijdt de uitgangstrap pin 3 HOOG. Wanneer de drempelspanning boven het bovenste niveau stijgt, reset de grendel en wordt de uitgang LAAG. De ontlaadtransistor (pin 7) schakelt AAN tijdens de LAGE uitgangstoestand om de externe timingcondensator snel via een weerstandspad te ontladen, waarmee de timingcyclus wordt geregeld.
555 Timer IC Technische Specificaties
| Voedingsspanning (VCC) | 4,5-16 V |
|---|---|
| Nominale bedrijfsstroom (VCC = +5 V) | 3-6 mA |
| Nominale bedrijfsstroom (VCC = +15 V) | 10-15 mA |
| Maximale uitgangsstroom | 200 mA |
| Maximaal stroomverbruik | 600MW |
| Minimaal werkend energieverbruik | 30MW (5V), 225MW (15V) |
| Temperatuurbereik | 0-70 °C |
555 timer IC-modi
Enkele stabiliteitsmodus
In single-stable modus produceert het 555 timer IC één uitgangspuls nadat het een triggersignaal heeft ontvangen. Wanneer de trigger-ingang onder 1/3 van VCC zakt, schakelt de uitgang HOOG en begint het timingproces. Een condensator begint op te laden via een weerstand, en de uitgang blijft HOOG terwijl dit gebeurt. Wanneer de condensatorspanning stijgt tot 2/3 van VCC, schakelt de uitgang LAAG en eindigt de puls. De pulslengte hangt af van de waarden van de weerstand en condensator, dus het wijzigen van het RC-netwerk verandert hoe lang de uitgang HOOG blijft. Voordat de condensator opnieuw wordt geactiveerd, moet hij genoeg tijd hebben om te ontladen zodat de volgende puls correct kan werken.
Dubbele Stationaire Modus
In double steady-modus werkt het 555 timer IC als een eenvoudige ON/OFF-geheugencircuit. Het kan in één toestand blijven totdat een andere invoer het verandert. In deze modus worden pin 2 (trigger) en pin 4 (reset) normaal gesproken HOOG gehouden met pull-up verbindingen. Pin 6 (drempel) is verbonden met aarde. Pin 5 (besturing) is via een kleine condensator met aarde verbonden, meestal 0,01 tot 0,1 μF, om het circuit stabiel te houden. Pin 7 (ontlading) wordt in deze opstelling niet gebruikt voor timing. Wanneer pin 2 LAAG wordt getrokken, schakelt de uitgang over naar de ingestelde toestand. Wanneer pin 4 geaard is, wordt de uitgang teruggezet naar de tegenovergestelde toestand.
Geen stabiele modus
In geen stabiele modus genereert de 555 timer IC een herhalend vierkantgolfsignaal zonder te stoppen. Een condensator laadt en ontlaadt herhaaldelijk, waardoor de uitgang continu schakelt tussen HOOG en LAAG. Weerstand R1 verbindt van VCC naar pin 7 (ontlading), en weerstand R2 verbindt van pin 7 naar pin 2 (trigger). Pin 2 (trigger) en pin 6 (drempel) zijn aan elkaar verbonden zodat ze de condensatorspanning volgen. De condensator laadt via R1 en R2 tot hij 2/3 van VCC bereikt, wat de uitgang omkeert. Daarna ontlaadt de condensator via R2 totdat het daalt tot 1/3 van VCC, en de uitgang schakelt weer. De waarden van R1, R2 en de condensator bepalen de frequentie en de timing van HOOG naar LAAG. Een diode kan ook over R2 worden geplaatst om het laadpad te veranderen en de duty cycle te verkorten wanneer een kortere HOGE tijd nodig is.
Verschillende toepassingen van 555 timer IC
LED-knipperlicht
Creëert een eenvoudig AAN-UIT knipperend effect voor één of meer LED's met behulp van een timingweerstand en condensator.
Vertragingstimer (Aan-aan-vertraging)
Schakelt een apparaat AAN na een bepaalde tijdsvertraging, handig als je wilt dat de uitgang wacht voordat je hem activeert.
Eenmalige Pulsgenerator
Produceert een enkele puls wanneer geactiveerd, vaak gebruikt voor het maken van korte timingsignalen.
Vierkante Golf Generator (Kloksignaal)
Genereert een stabiele vierkante golfuitgang die als kloksignaal voor digitale schakelingen kan worden gebruikt.
6,5 PWM generator (helderheids- of snelheidsregeling)
Regelt de duty cycle van de uitgang om de LED-helderheid of DC-motorsnelheid aan te passen.
Toongenerator (zoemgeluid)
Maakt een basissignaal van audiofrequentie dat een kleine luidspreker of zoemer kan aansturen.
Alarm / Sirenecircuit
Produceert herhalende geluidspatronen door de frequentie in de loop van de tijd te veranderen.
6,8 Pulsbreedtemodulatie voor servobesturing
Helpt bij het creëren van getimede pulsen die gebruikt kunnen worden voor eenvoudige servobesturingstoepassingen.
Frequentiedeler
Vermindert de frequentie van een ingangspulssignaal door langzamere uitgangspulsen te genereren.
Ontbrekende pulsdetector
Detecteert wanneer een herhaald pulssignaal stopt en activeert vervolgens de uitgang.
555 Timer IC-familie en afgeleide chips
| Fabrikant (Mfr) | Onderdeel Nummer (Mfr Nr) | Notities |
|---|---|---|
| Avago Technologies | Av-555M | - |
| Op maat gemaakte siliciumoplossingen | CSS555 / CSS555C | CMOS, minimale werkspanning 1,2 V, IDD < 5 μA |
| CEMI | ULY7855 | - |
| ECG Philips | ECG955M | - |
| Exar | XR-555 | - |
| Fairchild Halfgeleider | NE555 / KA555 | - |
| Harris | HA555 | - |
| IK Semicon | ILC555 | CMOS, minimale werkspanning 2 V |
| Intersil Corporation | SE555 / NE555 | - |
| Intersil Corporation | ICM7555 | CMOS |
| Lithische systemen | LC555 | - |
| Meixin | ICM7555 | CMOS, minimale werkspanning 2 V |
| Motorola | MC1455 / MC1555 | - |
| NTE Sylvania | NTE955M | - |
| RCA | CA555 / CA555C | - |
| STMicroelectronics | NE555N / K3T647 | - |
| TI (Texas Instruments) | SN52555 / SN72555 | - |
| TI (Texas Instruments) | TLC555 | CMOS, minimale werkspanning 2 V |
| Zetex | ZSCT1555 | Minimale werkspanning 0,9 V |
| NXP | ICM7555 | CMOS |
| HFO | B555 | - |
| HITACHI | HA17555 | - |
555 Timer IC-vervangers en compatibele alternatieven
Directe vervangingen (Pin-compatibel)
• NE555
• LM555
• SE555
• KA555
• SA555
• RC555
• MC1455
CMOS 555 Alternatieven (Lager Vermogen)
• TLC555
• LMC555
• ICM7555
• 7555
Het kiezen van 555 timer RC-tijdwaarden
• Gebruik waar mogelijk stabiele condensatoren om de timing van de 555-timer nauwkeuriger en consistenter te houden.
• Vermijd het gebruik van zeer kleine condensatorwaarden, omdat deze het circuit gevoeliger kunnen maken voor ruis en ongewenste triggers kunnen veroorzaken.
• Gebruik geen zeer hoge weerstandswaarden, omdat deze tot timingfouten kunnen leiden en de uitgang minder stabiel kunnen maken.
• Sluit de RESET-pin altijd correct aan, want als je hem laat drijven, kan het 555 Timer IC willekeurig resetten of niet meer goed werken.
555 Timer IC Probleemoplossing en Oplossingen
| Probleem | Mogelijke Oorzaak | Fix |
|---|---|---|
| Output altijd HOOG | Trekkerpin vast LAAG | Zorg dat pin 2 niet naar beneden wordt getrokken |
| Output altijd LAAG | RESET-pin LAAG gehouden | Trek de RESET-pin HOOG zodat de timer kan lopen |
| Geen oscillatie | Verkeerde weerstand/condensatorbedrading | Controleer de R1-, R2- en C-verbindingen opnieuw |
| Onstabiele output | Ruis die pin 2 of pin 5 beïnvloedt | Voeg een kleine condensator toe voor filtering |
| Verkeerde frequentie | Onjuiste R- of C-waarden | Herbereken de timingwaarden met de juiste formules |
Conclusie
De 555 timer IC werkt door trigger- en drempelspanningen te vergelijken met vaste niveaus bij 1/3 VCC en 2/3 VCC. Het kan draaien in monostabiele, bistabiele en stabiele modi om pulsen of stabiele oscillaties te genereren. Met correcte RC-waarden en correcte RESET en CONTROL-pin-afhandeling blijft de uitgang stabiel en blijft de timing nauwkeurig.
Veelgestelde Vragen [FAQ]
Welke condensatorwaarde wordt gebruikt op de CONTROL-pin (pin 5)?
Gebruik een 0,01 μF (10 nF) condensator van pin 5 tot GND om ruis te verminderen en de stabiliteit te verbeteren.
Bereikt de 555-uitgang volledige VCC als hij HOOG is?
Niet altijd. De output HIGH ligt dicht bij VCC, maar kan dalen bij het aandrijven van een belasting.
Waarom wordt een 555 Timer IC heet?
Hij wordt warm wanneer hij een hoge uitgangsstroom aandrijft, op hoge spanning draait of heel vaak schakelt.
Kan de 555 Timer een relais direct aansturen?
Alleen wat kleine relais. Veel relais hebben meer stroom nodig, dus een transistordriver en een flyback-diode zijn veiliger.
Waarom activeert de 555 willekeurig?
Willekeurige triggering wordt veroorzaakt door ruis, slechte aarding of zwakke stroomfiltering.
Wat is het belangrijkste verschil tussen bipolaire 555 en CMOS 555?
Bipolaire 555 gebruikt meer stroom en drijft veel beter. CMOS 555 gebruikt minder stroom en werkt beter voor timing met laag vermogen.