Реле времени на 555 таймере своими руками

Добавил пользователь Алексей Ф.
Обновлено: 10.09.2024

Однажды в студенную зимнюю пору
Нет, просто однажды, понадобился мне надежно работающий одновибратор.
Классикой жанра в этом вопросе считается микросхема таймера NE555.
Нужно ли говорить, что, несмотря на простоту конструкции, из схем, "переползающих" из сайта на сайт, 100% рабочую найти не удалось? — все были по тем или иным причинам неработоспособны.
Поэтому, пришлось рисовать (если уж она окажется похожей на где -то уже приведенную схему — "звиняйте бананів в нас нема")

Экскурс в историю (нагло стыренный, но измененный)
Наверное нет такого радиолюбителя, который не использовал бы в своей практике эту замечательную микросхему. Ну а уж слышали о ней так точно все.

Её история началась в 1971 году, когда компания Signetics Corporation выпустила микросхему SE555/NE555 под названием "Интегральный таймер" (The IC Time Machine).
На тот момент это была единственная "таймерная" микросхема доступная массовому потребителю, поэтому сразу после поступления в продажу, микросхема завоевала бешеную популярность и среди любителей и среди профессионалов. Появилась куча статей, описаний, схем, использующих сей девайс.
За прошедшие 35 лет практически каждый уважающий себя производитель полупроводников считал свои долгом выпустить свою версию этой микросхемы, в том числе и по более современным техпроцессам. Например, компания Motorola выпускает CMOS версию MC1455. Но при всем при этом в функциональности и расположении выводов никаких различий у всех этих версий нет. Все они полные аналоги друг друга.
Наши отечественные производители тоже не остались в стороне и выпускают эту микросхему под названием КР1006ВИ1.
А вот список заморских производителей, которые выпускают таймер 555 и их коммерческие обозначения:

В некоторых случаях указано два названия. Это означает, что выпускается две версии микросхемы — гражданская, для коммерческого применения, и военная. Военная версия отличается большей точностью, широким диапазоном рабочих температур и выпускается в металлическом или керамическом корпусе. Ну и дороже, разумеется.

Описание микросхемы
Много писать не буду — все это легко гуглится, приведу только назначение выводов

Простой одновибратор
Сказать здесь особо нечего проще привести то, что наваял

Данный девайс выдает на выходе OUT напряжение равное (напряжениe питания минус 1,7 Вольта) в течении времени пока вход IN замкнут на землю или времени удержания Т, которое вычисляется как произведение сопротивления резистора R1 в Омах и конденсатора С1 в Фарадах (или МегаОмах и микоФарадах, соответственно). Тут нужно помнить, что R1 может быть в дипазоне от 10кОм до 15Мом (на различного вида форумах рекомендуют до 300кОм) С1 — от 95пФ.
Как видно по приведенному расчету, на рисунке приведена схема задержки на 1,1 секунды.
Схема была опробована на макетке

но на печатную плату не переносилась, так как "концепция поменялась".

"По просьбам трудящихся" добавляю осциллограмму работы одновибратора с временем задержки 0,61с
Измерения производились на 2 (входной) и 3 (выходной) ножках микросхемы

Универсальный таймер от 1 до 26c
Так как плата универсального таймера со временем задержки от 1 до 26с была прорисована, то привожу ее для "общего блага"

Некоторые из моих друзей сделали своими руками подсветку для велосипедов. Каждая из подсветок получилась с различной конфигурацией корпуса, лампами, батареями, рабочим напряжением и силой тока. Мне нужно было построить такую схему реле времени на 12 вольт, которая вместила бы все светодиоды без дополнительных усилий. Я нашел ответ в схеме с использованием чипа 555. Это идеальный и дешевый выбор самодельного электронного реле времени.

Конечно, дешевле и проще было бы купить готовую подсветку, но сделать собственную гораздо веселее. Также нужно сказать, что использование этой схемы ограничивается лишь воображением. Это может быть строба велосипеда, рождественская гирлянда, стробоскоп для автомобиля и т.д.

Несколько слов о могучем чипе 555

Он может работать от источника постоянного тока от 3В до 16В. Также он может дать выход 200 мА на из пина 3, чего хватает для управления несколькими обычными светодиодами, но мало для серьезного устройства. Лучшим решением будет использование транзистора.

Шаг 1: Выход LOAD и материалы

Добавьте силы вашему чипу 555

Какой транзистор лучше подойдет? Вот список транзисторов от маленькой до высокой мощности. Их можно использовать в этом проекте.

LOAD = это ток (А) лампочки. 1 А = 1000 мА.

Для 200mA LOAD => BC547 NPN
Для 500 мА LOAD => BC337, 2N1711 NPN
Для 1,5A LOAD => BD135 NPN
Для 3A LOAD => TIP31, BD241 NPN
Для 4A LOAD => BD679 NPN
Для 5-15A LOAD => TIP3055 N-gate (этот транзистор не рекомендуется для данной печатной платы, потому что дорожки слишком тонкие, чтобы нести нагрузку больше 5А)

Совет. Никогда не используйте транзистор 500 мА для нагрузки 500 мА без радиатора. Лучше используйте транзистор 1А.

Паяльник. Не более 25 Вт
Припой в виде проволоки — 0,5-1,0 мм
Губка для припоя
Паяльная паста (флюс)
Маленькие ножницы для припоя
Сверла = 0,7 мм и 1 мм
Цифровой мультиметр

Шаг 2: Чип 555 с циклом включения/выключения 1:1

Печатная плата с циклом включения/выключения 1:1

Эта плата достаточно мала, чтобы поместиться в почти любой корпус. Вы можете скачать и распечатать компоновку печатной платы с помощью любого графического редактора, который может изменить размер изображения при предварительном просмотре перед печатью, например, corel photo-paint. Размер платы — 21,5 мм x 32 мм с разрешением 72dpi.

Распечатайте печатную плату, удалите медь, используя любую химическую технику. Просверлите отверстия самым маленьким сверлом, которое вы сможете найти, нанесите флюс на плату, а затем переверните её вверх ногами, чтобы поместить компоненты. Будьте внимательны, соблюдайте полярность всех компонентов, особенно диода D1 и конденсатора C1. Длинная клемма светодиода обозначает анод (положительный +). Для транзистора Q1 смотри схему. Сверху чипа 555 есть точка, обозначающая номер пина (1).

Список частей — для чипа 555 с циклом включения/выключения 1:1

Эксплуатация и регулировка чипа 555 с циклом включения/выключения 1:1

Из-за наличия диода D1 Шоттки в качестве защиты от обратной полярности вы заметите разницу между входом и выходом около 0,3 — 0,5 В. Это нормально для диодов Шоттки.

Лучше защитить цепь от обратной полярности, чем все сжечь. Чтобы отрегулировать выход в герцах = циклах в секунду (мерцаний), требуется только заменить конденсатор С1. Для более коротких циклов используйте конденсатор меньшей емкости в uF, а для более длинных — большей емкости.

Если C1 = 47uF, то это примерно 1 герц (1 мерцание в секунду). Если C1 = 33uF, то это около 2 герц и т. Д. Это все!

Шаг 3: 555 с вариативным циклом включения/выключения

Ниже приведена схема изменения цикла включения/выключения с использованием 2 триммеров.

Схема и печатная плата 2(А), 2(Б)

Скачайте изображение печатной платы 2(А) и изображение расположения компонентов, если вы собираетесь использовать горизонтальные триммеры 10 мм. Размеры печатной платы = 31 х 37 мм.

Скачайте схему печатной платы 2 (Б) и изображение расположения компонентов, если вы собираетесь использовать 10 мм вертикальные многооборотные триммеры, которые более точные и экономят место на печатной плате. Размеры печатной платы = 32 х 33 мм.

Регулировка для чипа 555 с вариативным циклом включения/выключения

Это легко сделать и это очень универсальный вариант, потому что для смены цикла нужно только заменить конденсатор С1 на конденсатор с большей емкостью в uF.
POT1 используется для активного периода времени (вкл.).
POT2 используется для неактивного периода времени (выкл.).
Опять же, вы можете использовать любой транзистор NPN, в зависимости от требуемого значения силы тока.
Рабочее напряжение составляет 5 — 15 В постоянного тока.

Список частей для чипа 555 с вариативным циклом включения/отключения:

Шаг 4: Обновленная версия печатной платы

Здесь приведена обновленная версия печатной платы на основе LM555, в которой могут быть установлены потенциометры с одним поворотом или многооборотные триммеры для лучшей точности в зависимости от ваших потребностей.

Поскольку электролитический конденсатор C1 отвечает за период времени, может потребоваться заменить его на другой, с большей ёмкостью. Для простоты использования C1 заменен на 2-контактный клеммный блок для печатных плат. Все, что нам нужно сделать, это вставить C1 в разъем.

Помните правило для С1:

C1 (электролитический конденсатор) отвечает за максимальное время включения / выключения схемы.
Низкая емкость конденсатора, скажем, 1uF = короткие временные интервалы.
Высокая емкость конденсатора, скажем, 100uF = более длительные интервалы времени.

Настройка таймера задержки:

POT1 (потенциометр): установите желаемый период времени, когда схема включит подключенное устройство (в пределах максимального предела времени, которое может дать C1).
POT2 (потенциометр): установите желаемый период времени, когда схема выключит подключенное устройство (в пределах максимального предела времени, которое может дать C1).

Скачайте приложенный файл, содержащий все изображения и схему платы. Руководствуйтесь изображением, чтобы разместить компоненты на печатной плате.

Рассказываю как сделать какую-либо вещь с пошаговыми фото и видео инструкциями.

Отечественные и зарубежные производители

Микросхема-таймер 555 серии настолько популярна, что ее аналоги изготавливаются мощностями практически всех известных брендов микроэлектронной промышленности. Причем территориально расположенных не только в США, но и других странах мира. Среди них: Texas Instrument, Sanyo, RCA, Raytheon, NTE Silvania, National, Motorola, Maxim, Lithic Systems, Intersil, Harris, Fairchild, Exar ECG Phillips и множество других.

Зачастую номер серии от конкурентов содержит отсылку к оригинальной NE555. Встречается маркировки NE555N, НЕ555Р или им подобные.

Российская КР1006ВИ1

Производится таймер и в России, с маркировкой микросхемы КР1006ВИ1 с биполярными транзисторами и КР1441ВИ1 по КМОП технологии. Национальный вариант немного отличается от классического 555 серии – в нем вход остановки обладает большим приоритетом, чем сигнал запуска.

Пример №1 — Сигнализатор темноты.

Схема издает звуковой сигнал при наступлении темноты. Пока фоторезистор освещен, на выводе №4 установлен низкий уровень, а значит, NE555 находится в режиме сброса. Но как только освещение падает, сопротивление фоторезистора возрастает и на выводе №4 появляется высокий уровень и как следствие таймер запускается, издавая звуковой сигнал.

Область применения НЕ555

Возможности микросхемы дают широкий спектр техники, в которой она используется. Мультивибраторы на 555 серии встречаются практически во всех схемах генерации сигналов.

Примером служат различные звуковые и световые оповещающие устройства, детекторы металла, освещенности, влажности или касания. Таймер, заложенный в микросхему, позволяет создавать реле времени, для контроля работы различного оборудования по определенным человеком периодам.

Варианты исполнения в виде триггера Шмитта применяются как фильтрующие преобразователи зашумленных сигналов, для придания им правильной прямоугольной формы. Актуальность подобные схемы имеют и в цифровой технике, в которой используются только два вида импульсов – его наличие и отсутствие.

Схемы NE555 | Домашний электрик

Примером создания электронной схемы, небольшой, но достаточно полезной во многих случаях, является придумка еще в 1970-е годы микрочипа универсального таймера 555. Что это, шедевр электронной схемотехники?

Электронные интегральные схемы — такая отрасль нашей науки и техники, возможности которой еще далеко не исчерпаны. Видимо, это и есть ростки того самого искусственного интеллекта, о котором так много уже сказано. Причем, если наш природный интеллект строится на элементах — нейронах — которые можно назвать электронно-химическими, то созданные руками человека интегральные схемы в природе не встречаются. Это чистое изобретение человеческого разума. Оно получено в результате долгой работы по совершенствованию самых обыкновенных электроприборов, которые понадобились людям сразу после открытия электричества — выключателей, резисторов, конденсаторов, полупроводниковых приборов. Совершенствование шло как в направлении усложнения схем, так и в стремлении уместить большое количество элементов на ограниченной площади или в ограниченном объеме. А также создать из все тех же схемных примитивов нечто универсальное, долгоиграющее и омниполезное.

Таймер NE555

История изобретения этого таймера показывает, что настоящие шедевры делаются не всегда в самые лучшие для изобретателей времена, и часто даже в совершенно не высокотехнологичных условиях. Ганс Камензинд в свои 33 года кроме служебных обязанностей имел мечту. Это не всегда бывает по вкусу начальству, и ему пришлось уволиться. Свой шедевр он придумал, сидя в гараже в 1971 году, а через год микросхема на восьми ножках бойко пошла в производство и продажу. Схема простая и, как оказалась, полезная. Быть может, не последнюю роль в удаче сыграло и название, которое толком и объяснить не могут: почему NE — от названия фирмы Signetics? Почему 555 — потому что им полюбилась пятерка? Таймер? — да, но не такой, как обычные. Те, что всегда только безостановочно тикают импульсами, а этот может выдать очень точный интервал времени, и не в каких-то привычных в импульсной технике микросекундах, а в достаточно ощутимом интервале: взять и включить лампочку на несколько секунд.

Ганс Р. Камензинд (Hans R. Camenzind)

Схема, как часто и все гениальное, оказалась на стыке двух техник: импульсной и аналоговой.

Аналоговые — операционные усилители — усиливают сигнал до нужного стандарта (2 на входах (двухпороговый компаратор) и 1 на выходе). А в середине работает импульсный RS-триггер, который может как генерировать импульсы (мультивибратор), так и выдавать одиночный импульс заданной протяженности (одновибратор).

И все очень легко регулируется — практически, соотношением параметров двух резисторов и одной емкости, подключенных к микросхеме на входах, а также подачей других сигналов на входы.

Первая NE555

Функциональная схема и описание прибора

Функционально таймер состоит из 5 компонентов. Выводов у схемы больше, чем внутренних блоков, что и говорит о возможной гибкости включения в различные схемные решения с участием данной микросхемы.

Функциональная схема таймера NE555

Выводы схемы расположены одинаково, независимо от исполнения микросхемы

С одной стороны с первого по четвертый (сверху вниз), с другой — с пятого по восьмой (снизу вверх).

Таймер 555 и его выводы

Описание выводов схемы

Приведенный ниже даташит содержит выводы и подаваемые на них сигналы, откуда становится немного понятной работа микросхемы. Хотя очень многое зависит от ее подключения.

Применение: варианты подключения NE555 (или NE555 аналогов)

Одновибратор

Самая простая схема подключения
Емкость С и резистор R задают длительность импульса t, выдаваемого схемой в ответ на сигнал по входу Input (вывод 2). Напряжение питания влияет не на длительность, а на амплитуду выходного сигнала. При выдаче импульса изменение входного сигнала схемой не воспринимается. Через время t схема выдает задний фронт выходного сигнала и возвращается в исходное состояние, после чего готова снова реагировать на входной сигнал. Таким образом, она может выделять информативные всплески (низкого уровня) на фоне помех, так как сигнал на входе в общем случае аналоговый. Может работать как антидребезговая схема.

Генератор импульсов (мультивибратор)

Мультивибратору не нужно подавать на вход никаких сигналов, он начинает работать сразу после включения питания.

Вторая схема подключения

Разряженный в начале конденсатор С задает на вход низкий уровень, отчего таймер срабатывает, выдавая на выход высокий потенциал. Его длительность определяется зарядкой конденсатора C через резисторы R1 и R2. Далее происходит разрядка C через R2 и вход 7, что и определяет длительность паузы на таймере. После этого все повторяется, и на выходе получаются импульсы заданной напряжением питания амплитуды и длительностями t1 и t2, то есть частотой f

и скважностью S = T/t1. Скважность в данном простейшем подключении более 2 быть не может, так как время импульса t1 всегда > времени паузы t2.

Собери свою радиосхему!

Микросхема выпускается в двух вариантах корпуса — пластиковом DIP и круглом металлическом. Правда встретить 555 в круглом металлическом корпусе в наши времена очень сложно, чего не скажешь о версии в пластиковом DIP корпусе, распиновка выводов в варианте DIP показана на рисунке ниже:

У микросхемы есть три режима работы, первый это моностабильный: при подаче сигнала на вход нашей микросхемы, она включается, генерирует выходной импульс заданной длины и выключается, ожидая входного импульса. Важно, что после включения микросхема не будет реагировать на новые сигналы. Пределов по длительности импульсов нет — как по минимальной, так и по максимальной длительности.

Второй режим, нестабильный мультивибратор: в этом режиме все довольно таки просто. Управлять таймером не нужно. Он все сделает сам — сперва включится, подождет время t1, потом выключится, подождет время t2 и начнет все заново. На выходе у нас получится забор из высоких и низких состояний, частоту этих колебаний можно регулировать.

В этой статье речь пойдет про таймер, схема представлена ниже:

Данный таймер является 10-минутным. Запускается он нажатием на кнопку и при этом загорается светодиод D2. По истечении временного интервала, загорится светодиод D1. Интервал можно подстроить переменным (подстроечным) резистором RV1. Схема очень проста и 100% рабочая, кстати говоря, про данную микросхему написано много книг.

NE555 схема используется в различных приложениях для таймера, генерации импульсов и генератора. Его можно использовать для обеспечения временных задержек в качестве генераторов и элементов триггера.

Практические схемы на основе таймера 555

1. Детектор движения с таймером NE555

Эта схема основана на пассивном инфракрасном (PIR) датчике, который автоматически включает устройство, когда кто-то приближается к нему. Его можно использовать для обнаружения кражи или проникновения постороннего лица в запретную зону или здание. Он также может включать свет, когда кто-то приближается к месту, где он установлен. Применения этой схемы включают, среди прочего, системы безопасности, освещение в коридорах и ванных комнатах.

Принципиальная схема детектора движения

2. Таймер со звуком

Этот звуковой таймер основан на четырехоперационном усилителе LM324 и таймере NE555. Время задержки может быть установлено от нескольких секунд до 30 минут. Его также можно использовать как чувствительную к звуку охранную сигнализацию. Также представлена односторонняя разводка печатной платы для таймера со звуком и его компонентов.

Принципиальная схема таймера со звуком

Пайка на печатной плате таймера со звуковым управлением

Компоновка компонентов печатной платы

Загрузите PDF-файлы с макетами печатных плат и компонентов: нажмите здесь

3. Установите схему таймера 555 в моностабильный режим.

Представленная здесь NE555 схема, может действовать либо как простой таймер генерации одиночных импульсов для временных задержек, либо как генератор релаксации, генерирующий стабилизированные формы сигналов с изменяющейся скважностью от 50 до 100%. В этом видео демонстрируется, как настроить схему таймера NE555 в моностабильном режиме. Это позволит светодиоду включаться на определенное время после нажатия кнопки. Время, в течение которого светодиод остается включенным, можно установить другое, изменив сопротивление и емкость в цепи.

Таймер 555 в моностабильном режиме

Усилитель звука с ШИМ-таймером 555

В широко распространенной звуковой ШИМ-схеме 555 используется микросхема NE555 в нестабильном режиме, где частота переключения может изменяться от 65 кГц до 188 кГц.

555 Таймер ШИМ аудиоусилитель

5. Последовательный таймер для управления двигателем постоянного тока.

Последовательный таймер — это довольно часто используемая схема на промышленных предприятиях, поскольку большинство промышленных процессов относятся к типу цепной реакции. Это означает, что по завершении одного процесса запускается следующий.

Последовательный таймер для управления двигателем постоянного тока

Схема последовательного таймера управления двигателем постоянного тока

6. Бесконтактный таймер

Инфракрасная бесконтактная схема этого типа, также очень часто используется в качестве электрического переключателя, когда физический контакт нежелателен в целях гигиены. Например, можно часто увидеть использование инфракрасных датчиков приближения в общественных питьевых фонтанчиках и в общественных туалетах. Представленной здесь простой схемой можно управлять, перемещая перед ней руку. Это достигается за счет обнаружения инфракрасного света, отраженного вашей рукой на приемное устройство.

Бесконтактный переключатель таймера

7. Линейный таймер общего назначения

Этот простой таймер можно использовать для управления любым электроприбором, который необходимо выключить через определенное время, при условии, что параметры реле-переключателя соответствуют требованиям этого прибора. Он состоит из недорогих компонентов и сочетает в себе цифровую точность с простым аналоговым управлением, обеспечивая длительную синхронизацию без применения дорогостоящих резисторов или конденсаторов.

Линейный таймер для общего применения

8. Таймер инфракрасного дистанционного управления.

Здесь представлена схема таймера с инфракрасным дистанционным управлением. Схема состоит из двух секций, а именно секции передатчика и секции приемника.

Секция ИК-передатчика

Секция ИК-приемника

9. Программируемый промышленный таймер включения-выключения с RF Remote

Некоторые из представленных здесь функций программируемого промышленного таймера включения/выключения включают:

Время установлено от 1 до 60 секунд (может быть увеличено)
Время включения и время выключения можно запрограммировать (от 1 до 60 секунд)
Повторная (непрерывная) и однократная операция
Полностью дистанционное управление в пределах 100 метров
Удобные элементы управления на передней панели и дисплей с ЖК-дисплеем
Кнопки аварийной остановки (на панели управления и на пульте)
Предоставление беспотенциальных релейных контактов для подключения любого устройства/приложения 230 В переменного тока при 10 А или 28 В постоянного тока при 10 А.

Программируемый промышленный таймер

10. Проверка скорости на шоссе

Это устройство проверки скорости на дорогах может пригодиться ГАИ. Он не только отобразит на цифровом дисплее данные скорости транспортного средства, но и подаст звуковой сигнал, если средство передвижения превысит допустимую скорость для шоссе.

Схема проверки скорости на шоссе

11. Генератор сигналов и инвертор с использованием таймеров NE555 схема

Бывает, что нам часто требуется генератор прямоугольных сигналов с регулируемой частотой, почти равными высокими и низкими импульсами на выходе и регулируемыми амплитудами. Поэтому предлагаем вам для повторения простой, многими востребованный и недорогой генератор сигналов, построенный на таймерах NE555. С помощью внешних переключателей, вы можете управлять либо выбирать частотные диапазоны исходя из ваших требований. Однако рекомендуется задействовать частоты ниже 30 кГц.

Схема питания

Принципиальная схема генератора сигналов

12. Демонстрация нестабильного мультивибратора на базе таймера NE555 с использованием MATLAB

Здесь мы показываем демонстрационную программу для нестабильного мультивибратора на основе таймера NE555 схема, которого реализована с применением графического пользовательского интерфейса (GUI) в среде MATLAB 2014.

Графический интерфейс для симулятора нестабильного режима таймера 555

Форма волны для R1 = 1000 Ом, R2 = 1000 Ом и C = 1000 мкФ

Форма волны для R1 = 1000 Ом, R2 = 1000 Ом и C = 1 мкФ

13. Мигание лампы переменного тока с использованием таймера 555

Здесь мы представляем очень простой и недорогой таймер NE555 для попеременного включения и выключения двух выходных нагрузок для звуковой и визуальной индикации. Этого можно добиться, используя NE555 схему на биполярном транзисторе или LMC555 на основе КМОП.

Эту схему можно заставить мигать лампами переменного тока с низкой частотой или включать и выключать электрические нагрузки, подключенные к сети, на низкой скорости. Для уменьшения радиочастотного излучения переключение выполняется только при переходе через ноль сетевого напряжения переменного тока.

Принципиальная схема мигалки лампы переменного тока с использованием таймера NE555

14. Лампа RGB с таймером NE555 схема

Доступные на рынке многоцветные красно-зелено-синие (RGB) лампы дороги, поскольку они основаны на микроконтроллере. К тому же программа для микроконтроллера сама по себе довольно сложная. Мы вот здесь представляем простую и недорогую схему лампы RGB с таймером 555.

Принципиальная схема лампы RGB с таймером 555

15. Устранение ложных срабатываний таймера 555

Обычно ложное срабатывание таймера IC 555 происходит при включении питания, что приводит к нежелательному выходному напряжению, который запускает временной цикл таймера. Схема становится неэффективной, особенно когда нагрузка должна быть запитана только при необходимости. Вот простая схема устранения ложных срабатываний для таймера 555.

Цепь выключателя срабатывания таймера 555

Читайте также: