Il circuito integrato 555 è uno dei chip più famosi che troverai tra i Componenti elettronici. Può venire in varie forme, come NE555, NE555C, LMC555, TLC555, uA555, MC1455, LM555, ecc. Il motivo per cui è uno dei più popolari è la sua versatilità e il numero di applicazioni per cui può essere utilizzato, come puoi vedere qui.
In questa guida imparerai tutto ciò di cui hai bisogno su questo chip, oltre a come utilizzarlo nei tuoi progetti futuri, consigli per acquistarlo a buon mercato, ecc.
Cos'è il NE555?
Il NE555, o semplicemente 555, è un circuito integrato utilizzato per generare impulsi, oscillazioni o come timer. Pertanto, può essere utilizzato come oscillatore, per generare ritardi, ecc. Puoi trovarlo generalmente in vari pacchetti, anche se il più comune è il DIP a 8 pin (ci sono varianti a 14 pin), sebbene possa anche essere in un contenitore metallico circolare e persino in SMD per montaggio superficiale.
È inoltre possibile trovare versioni del NE555 a basso consumo, e anche doppie versioni. In queste versioni doppie, all'interno sono inclusi 2 circuiti identici, con il doppio dei pin e solitamente noti come 556.
A livello tecnico, questo circuito deve essere continuamente alimentato con una tensione Vcc e l'uscita può avere un'intensità di corrente abbastanza elevata per essere un circuito integrato. In effetti, questo chip potrebbe anche pilotare direttamente i relè e altri circuiti ad alto consumo senza la necessità di componenti aggiuntivi. Ma ha bisogno di un numero minimo di componenti esterni per poter funzionare (essere controllato).
Molti si chiederanno cosa sia cosa c'è dentro questo circuito integrato. All'interno del NE555, come si può vedere nell'immagine precedente, è presente uno schema a blocchi con due Amplificatori operazionali montati come comparatori, un circuito bistabile di tipo RS che utilizza la sua uscita negata, un buffer di uscita invertente per supportare quella corrente di uscita e un transistor utilizzato per scaricare il condensatore esterno per la temporizzazione.
D'altra parte, ci sono anche 3 resistori interni responsabili dell'impostazione livelli di riferimento dell'ingresso dell'inverter del primo operativo, e nel non invertente del secondo, rispettivamente a 2/3 e 1/3 della tensione Vcc. Riferendosi a soglia di voltaggio del morsetto 6, quando supera i 2/3 della tensione di alimentazione o Vcc, allora l'uscita andrà a livello logico alto (1) e viene applicata all'ingresso R del bistabile, quindi l'uscita negata va a 1, saturando il transistor e avviando la scarica del condensatore esterno. Contemporaneamente, l'uscita del 555 andrebbe bassa (0).
En l'altro amplificatore operazionale, se la tensione applicata all'ingresso invertente scende al di sotto di 1/3 di Vcc, l'uscita dell'amplificatore andrà a livello alto (1), alimentando così l'ingresso bistabile S, facendo passare la sua uscita a livello basso (0), ruotando il transistor spento e provocando il passaggio logico alto dell'uscita NE555 (1).
Infine, c'è anche un ripristino del terminale sul pin 4, collegato all'ingresso R1 del flip flop bistabile. Quando questo pin è attivato, logico basso (0), può riportare l'uscita del NE555 su basso (0) ogni volta che è necessario un reset.
Specifiche NE555
Le specifiche tecniche del NE555, sebbene possa variare a seconda delle versioni e del produttore, il più comune è che trovi:
- Vcc o tensione di ingresso: Da 4.5 a 15V (ci sono versioni fino a 2V). Quelli a 5V sono compatibili con la famiglia logica TTL.
- Corrente di ingresso (Vcc +5v): da 3 a 6 mA
- Corrente di ingresso (Vcc 5v): da 10 a 15 mA
- Corrente di uscita massima: 500 mA
- Potenza massima dissipata: 600 mA
- Consumo energetico minimo: 30 mW a 5 V e 225 m W a 15 V
- Intervallo operativo di temperatura: 0ºC fino a 70ºC. La stabilità di frequenza è 0,005% per ºC.
Piedinatura NE555
Il NE555, nel suo pacchetto più comune, ha 8 pin. la piedinatura È il seguente:
- TERRA (1): è il polo negativo dell'alimentazione, che generalmente va a massa.
- Sparo o grilletto (2): Questo pin imposta l'inizio del tempo di ritardo se è configurato come monostabile. Quando questo pin ha meno di 1/3 della tensione di alimentazione, si verificherà il trigger.
- Esci o esci (3): è dove si ottiene il risultato del timer, sia in modalità stabile, monostabile, ecc.
- Riavvia o ripristina (4): Se scende al di sotto di 0.7 volt, abbassa il pin di uscita. Se questo pin non viene utilizzato, deve essere collegato all'alimentazione per impedire il ripristino del timer.
- Controllo o controllo della tensione (5): Quando il NE555 è in modalità regolatore di tensione, la tensione su questo pin varierà da Vcc a quasi 0V. In questo modo è possibile modificare i tempi, oppure può anche essere configurato per generare impulsi di rampa.
- Soglia o soglia (6): è un pin di ingresso per un comparatore interno utilizzato per abbassare l'uscita.
- Scarica o scarica (7): Utilizzato per scaricare efficacemente il condensatore esterno utilizzato per la temporizzazione.
- Vcc (8): è la tensione di alimentazione, il terminale dove viene alimentato il chip con tensioni che vanno da 4.5v a 16v.
Ricorda sempre leggere la scheda tecnica del produttore, poiché potrebbero esserci differenze tra i vari prodotti 555. Inoltre, assicurati di utilizzare il chip correttamente, notando che la tacca sulla parte anteriore è rivolta verso l'alto per abbinare questa piedinatura.
Storia del 555
Il circuito 555 o NE555 era progettato da Hans R. Camenzind nel 1971. Allora lavoravo per Signetics (attualmente di proprietà di NXP Semiconductors). Hans aveva già esperienza in questo tipo di progetti, progettando in precedenza amplificatori di modulazione di larghezza di impulso (PWM) per le apparecchiature audio, si interessava anche di PLL, ecc.
Camenzind proporrebbe a Signetics di svilupparsi un circuito mondiale basato su PLL e chiederebbe alla direzione aziendale di svilupparlo da solo, utilizzando le risorse aziendali in cambio della metà del suo stipendio. Il responsabile marketing dell'azienda ha accettato la proposta, nonostante il fatto che altri colleghi dell'azienda abbiano affermato che la funzionalità del futuro 555 potrebbe essere sostituita con altri chip esistenti.
Il progetto richiederebbe la numerazione 5xx assegnata ai circuiti integrati analogici. E infine sarebbe stato selezionato il numero 555. Il primo progetto sarebbe stato rivisto nel 1971 e, sebbene non ci fossero errori, aveva 9 pin. Camenzind ha avuto l'idea di utilizzare un resistore diretto invece di una fonte di corrente costante e ha ridotto la necessità di pin alla corrente 8.
Il design funzionale con 8 pin spenderebbe a seconda revisione del progetto e il prototipo fu finalmente introdotto nell'ottobre 1971. Uno degli ingegneri Signetics presenti alla prima recensione avrebbe fondato un'altra azienda e avrebbe realizzato la sua versione a 9 pin. Signetics nel frattempo ha iniziato a produrre e commercializzare il NE555 non appena possibile. Nel 1972 è stato prodotto da 12 aziende ed è diventato uno dei circuiti più venduti.
NE555 Applicazioni
Tra Applicazioni NE555 ci sono quelli di essere un timer o un timer di precisione. Sebbene fosse originariamente presentato come un circuito di ritardo di precisione, trovò presto innumerevoli applicazioni come oscillatore astabile, generatore di rampa, timer sequenziale, ecc. È così che è diventato uno dei chip più utilizzati ancora oggi.
555 configurazioni
Le Configurazioni NE555 sono realizzati con una serie di condensatori e resistori collegati ai loro pin. In questo modo è possibile modificare i tempi o le modalità di funzionamento di questo circuito integrato. Ecco alcune delle impostazioni più comuni:
- Configurazione monostabile: in questo caso l'uscita del NE555 sarà inizialmente 0 (livello basso), e il transistor sarà saturato impedendo la carica del condensatore C1. Se il pulsante viene premuto, viene applicata una bassa tensione al terminale di trigger e fa sì che il flip-flop cambi stato e l'uscita passi a 1 (livello alto). In tal caso, il transistor interno smette di condurre e il condensatore C1 viene caricato attraverso il resistore esterno R1. Quando la tensione del condensatore supera i 2/3 della tensione di alimentazione (Vcc), il bistabile cambia stato e l'uscita torna a 0.
- Astabile: in quest'altra configurazione, quando è collegato all'alimentazione, il condensatore è scarico, e l'uscita del NE555 va alta (1) fino a che il condensatore raggiunge i 2/3 della Vcc con il suo carico. In quell'istante, il flip-flop RS cambia livello e l'uscita 555 diventa 0 o bassa. In quell'istante, il condensatore C1 (o C nell'immagine) inizia a scaricarsi attraverso il resistore R2 e quando raggiunge 1/3 della tensione di alimentazione ricomincia a caricarsi e così via mentre l'alimentazione viene mantenuta.
- Configurazione per il ripristino: nel caso si voglia resettare il circuito si può collegare il terminale di reset direttamente al polo positivo oppure mantenere il livello alto tramite una resistenza. Quando viene azionato il pulsante mostrato nel diagramma seguente, il NE555 avrà l'uscita a 0 quando desiderato. È come riavviare il timer o metterlo in uno stato di sospensione.
- Modulazione dell'ampiezza di impulso (PWM): un segnale di livello variabile può essere applicato all'ingresso di controllo del NE555, facendo aumentare di ampiezza l'impulso di uscita all'aumentare del livello di questa tensione. L'impulso può anche essere fatto arrivare con più o meno ritardo all'aumentare o diminuire della tensione applicata all'ingresso di controllo.
Dove acquistare l'economico NE555
Lo puoi trovare in molti negozi di elettronica specializzati, anche se è facile trovarlo anche su Amazon a buoni prezzi. Alcuni esempi di prodotti consigliati sono:
- Valigetta con 50 generatori di impulsi NE555P
- Modulo NE555 per poterlo utilizzare più facilmente con Arduino.
- Confezione da 10 unità NE555N con le relative prese.