555 IC ตัวจับเวลา: พินเอาต์ โหมด วงจร และแอพพลิเคชั่น

IC ตัวจับเวลา 555 เป็นชิปธรรมดาที่ใช้สําหรับการควบคุมเวลาและพัลส์ สามารถสร้างความล่าช้า พัลส์นัดเดียว และสัญญาณคลื่นสี่เหลี่ยมซ้ํา ภายในแพ็คเกจ 8 พิน ใช้ตัวเปรียบเทียบ ฟลิปฟล็อป และสเตจการคายประจุเพื่อสลับเอาต์พุตสูงหรือต่ํา บทความนี้ให้ข้อมูลเกี่ยวกับพินเอาต์ โหมด การใช้งาน เวลา RC และการแก้ไขปัญหา

ค 1. 555 พื้นฐาน IC ตัวจับเวลา

ค 2. 555 ตัวจับเวลา IC Pinout

ค 3. 555 แผนภาพวงจรจับเวลา

ค 4. ข้อมูลจําเพาะทางเทคนิคของ IC ตัวจับเวลา 555

ค 5. 555 โหมด IC จับเวลา

ค 6. การใช้งานที่แตกต่างกันของ 555 Timer IC

ค 7. 555 ตระกูล IC ตัวจับเวลาและชิปอนุพันธ์

ค 8. 555 ตัวจับเวลา IC ทดแทนและทางเลือกที่เข้ากันได้

ค 9. การเลือกค่าเวลา RC ตัวจับเวลา 555 ตัว

ค 10. 555 การแก้ไขปัญหาและแก้ไข IC ตัวจับเวลา

ค 11. สรุป

ค 12. คําถามที่พบบ่อย [FAQ]

555 พื้นฐาน IC ตัวจับเวลา

IC ตัวจับเวลา 555 เป็นชิปธรรมดาที่ใช้สําหรับการควบคุมเวลาและพัลส์ สามารถสร้างความล่าช้า สัญญาณซ้ํา และคลื่นเอาต์พุตที่คงที่ ภายในแพ็คเกจ 8 พิน ใช้ตัวเปรียบเทียบ ฟลิปฟล็อป และสเตจเอาต์พุตเพื่อควบคุมวิธีการเปิดและปิดสัญญาณ

555 ตัวจับเวลา IC Pinout

555 แผนภาพวงจรจับเวลา 

ตัวจับเวลา 555 ทํางานโดยการเปรียบเทียบแรงดันไฟฟ้าบนอินพุตเกณฑ์ (พิน 6) และทริกเกอร์ (พิน 2) กับระดับอ้างอิงคงที่สองระดับที่สร้างขึ้นโดยตัวต้านทาน 5 kΩ ภายในสามตัว การอ้างอิงเหล่านี้กําหนดจุดสลับที่ประมาณ 2/3 VCC และ 1/3 VCC เมื่อทริกเกอร์ voltage ลดลงต่ํากว่าระดับล่าง สลักภายในจะตั้งค่า และเอาต์พุต stage ขับเคลื่อนพิน 3 สูง เมื่อเกณฑ์ voltage สูงกว่าระดับบน สลักจะรีเซ็ต และเอาต์พุตจะต่ํา ทรานซิสเตอร์คายประจุ (พิน 7) จะเปิดขึ้นระหว่างสถานะเอาต์พุต LOW เพื่อคายประจุตัวเก็บประจุไทม์มิ่งภายนอกอย่างรวดเร็วผ่านเส้นทางตัวต้านทาน เพื่อควบคุมรอบเวลา

555 ข้อมูลจําเพาะทางเทคนิคของ IC ตัวจับเวลา 

แรงดันไฟฟ้าของพาวเวอร์ซัพพลาย (VCC)	มิซูมิ 4.5-16 โวลต์
พิกัดกระแสไฟฟ้า (VCC = +5 V)	MISUMI 3-6 มิลลิแอมป์
พิกัดกระแสไฟฟ้า (VCC = +15 V)	MISUMI 10-15 มิลลิแอมป์
กระแสไฟขาออกสูงสุด	200 มิลลิแอมป์
การใช้พลังงานสูงสุด	600 เมกะวัตต์
การใช้พลังงานในการทํางานขั้นต่ํา	30 เมกะวัตต์ (5 โวลต์), 225 เมกะวัตต์ (15 โวลต์)
ช่วงอุณหภูมิ	0-70 องศาเซลเซียส
ในโหมดเสถียรเดี่ยว IC ตัวจับเวลา 555 จะสร้างพัลส์เอาต์พุตหนึ่งพัลส์หลังจากได้รับสัญญาณทริกเกอร์ เมื่ออินพุตทริกเกอร์ลดลงต่ํากว่า 1/3 ของ VCC เอาต์พุตจะเปลี่ยนเป็น HIGH และกระบวนการจับเวลาจะเริ่มขึ้น ตัวเก็บประจุเริ่มชาร์จผ่านตัวต้านทาน และเอาต์พุตจะยังคงสูงในขณะที่สิ่งนี้เกิดขึ้น เมื่อแรงดันไฟฟ้าของตัวเก็บประจุเพิ่มขึ้นเป็น 2/3 ของ VCC เอาต์พุตจะเปลี่ยนเป็น LOW และพัลส์จะสิ้นสุดลง ความยาวพัลส์ขึ้นอยู่กับค่าตัวต้านทานและตัวเก็บประจุดังนั้นการเปลี่ยนเครือข่าย RC จะเปลี่ยนระยะเวลาที่เอาต์พุตอยู่ในระดับสูง ก่อนที่จะทริกเกอร์อีกครั้งตัวเก็บประจุต้องมีเวลาเพียงพอในการคายประจุเพื่อให้พัลส์ถัดไปทํางานได้อย่างถูกต้อง
ในโหมดคงที่สองครั้ง IC ตัวจับเวลา 555 จะทํางานเหมือนวงจรหน่วยความจําเปิด/ปิดอย่างง่าย สามารถอยู่ในสถานะหนึ่งได้จนกว่าอินพุตอื่นจะเปลี่ยนไป ในโหมดนี้ โดยปกติพิน 2 (ทริกเกอร์) และพิน 4 (รีเซ็ต) จะอยู่ในระดับสูงโดยใช้การเชื่อมต่อแบบดึงขึ้น พิน 6 (เกณฑ์) เชื่อมต่อกับกราวด์ พิน 5 (ตัวควบคุม) เชื่อมต่อกับกราวด์ผ่านตัวเก็บประจุขนาดเล็ก โดยปกติจะอยู่ที่ 0.01 ถึง 0.1 μF เพื่อช่วยให้วงจรมีเสถียรภาพ พิน 7 (การคายประจุ) ไม่ได้ใช้สําหรับจับเวลาในการตั้งค่านี้ เมื่อดึงพิน 2 ต่ํา เอาต์พุตจะเปลี่ยนเป็นสถานะที่ตั้งไว้ เมื่อพิน 4 ต่อสายดิน เอาต์พุตจะรีเซ็ตกลับเป็นสถานะตรงกันข้าม
ในโหมดไม่คงที่ IC ตัวจับเวลา 555 จะสร้างสัญญาณคลื่นสี่เหลี่ยมซ้ําโดยไม่หยุด ตัวเก็บประจุชาร์จและคายประจุซ้ํา ๆ และทําให้เอาต์พุตสลับระหว่าง HIGH และ LOW อย่างต่อเนื่อง ตัวต้านทาน R1 เชื่อมต่อจาก VCC ไปยังพิน 7 (คายประจุ) และตัวต้านทาน R2 เชื่อมต่อจากพิน 7 ถึงพิน 2 (ทริกเกอร์) พิน 2 (ทริกเกอร์) และพิน 6 (เกณฑ์) ถูกผูกเข้าด้วยกันเพื่อติดตามแรงดันไฟฟ้าของตัวเก็บประจุ ตัวเก็บประจุจะชาร์จผ่าน R1 และ R2 จนกระทั่งถึง 2/3 ของ VCC ซึ่งจะพลิกเอาต์พุต จากนั้นตัวเก็บประจุจะคายประจุผ่าน R2 จนกระทั่งลดลงเหลือ 1/3 ของ VCC และเอาต์พุตจะพลิกอีกครั้ง ค่าของ R1, R2 และตัวเก็บประจุจะควบคุมความถี่และเวลา HIGH-to-LOW นอกจากนี้ยังสามารถวางไดโอดข้าม R2 เพื่อเปลี่ยนเส้นทางการชาร์จและลดรอบการทํางานเมื่อต้องการเวลา HIGH ที่สั้นลง
สร้างเอฟเฟกต์การกะพริบเปิด-ปิดอย่างง่ายสําหรับ LED อย่างน้อยหนึ่งดวงโดยใช้ตัวต้านทานเวลาและตัวเก็บประจุ
เปิดอุปกรณ์หลังจากหน่วงเวลาที่ตั้งไว้ ซึ่งมีประโยชน์เมื่อคุณต้องการให้เอาต์พุตรอก่อนเปิดใช้งาน
สร้างพัลส์เดียวเมื่อถูกกระตุ้น มักใช้สําหรับทําสัญญาณเวลาสั้น ๆ
สร้างเอาต์พุตคลื่นสี่เหลี่ยมที่คงที่ซึ่งสามารถใช้เป็นสัญญาณนาฬิกาสําหรับวงจรดิจิตอล
ควบคุมรอบการทํางานของเอาต์พุตเพื่อปรับความสว่าง LED หรือความเร็วมอเตอร์กระแสตรง
สร้างสัญญาณความถี่เสียงพื้นฐานที่สามารถขับเคลื่อนลําโพงขนาดเล็กหรือออดได้
สร้างรูปแบบเสียงซ้ําโดยการเปลี่ยนความถี่เมื่อเวลาผ่านไป
ช่วยสร้างพัลส์แบบตั้งเวลาที่สามารถใช้สําหรับแอพพลิเคชั่นควบคุมเซอร์โวอย่างง่าย
ลดความถี่ของสัญญาณพัลส์อินพุตโดยการสร้างพัลส์เอาต์พุตที่ช้าลง
ตรวจจับเมื่อสัญญาณพัลส์ซ้ําหยุดลงแล้วทริกเกอร์เอาต์พุต
ผู้ผลิต (Mfr)	หมายเลขชิ้นส่วน (หมายเลขผู้ผลิต)	หมายเหตุ
เทคโนโลยี Avago	Avago AV-555M	AV-555M	-
โซลูชั่นซิลิคอนแบบกําหนดเอง	Silic Solutions CSS555 / CSS555C	CMOS, แรงดันไฟฟ้าขั้นต่ํา 1.2 V, IDD < 5 μA
CEMI	ซีเอ็มไอ ULY7855	-
ECG Philips	ฟิลิปส์ ECG955M	-
เอ็กซาร์	XR-555	ซูมิ -
แฟร์ไชลด์เซมิคอนดักเตอร์	Fairchild NE555 / KA555	ประเทศไทย -
แฮร์ริส	HA555	ประเทศไทย -
ไอเค เซมิคอน	ILC555	มิซูมิ CMOS แรงดันไฟฟ้าขั้นต่ํา 2 V	CMOS
อินเตอร์ซิล คอร์ปอเรชั่น	Intersil Corporation SE555 / NE555	ประเทศไทย -
อินเตอร์ซิล คอร์ปอเรชั่น	Intersil Corporation ICM7555	CMOS	CMOS
ระบบธรณี	LC555	ประเทศไทย -
เหมยซิน	ICM7555	CMOS แรงดันไฟฟ้าขั้นต่ํา 2 V	CMOS
โมโตโรล่า	MC1455 / MC1555	-
NTE ซิลวาเนีย	NTE955M	-
อาร์ซีเอ	CA555 / CA555C	ประเทศไทย -
STMicroelectronics	เอสทีมิโคร NE555N / K3T647	ประเทศไทย -
TI (เครื่องมือเท็กซัส)	SN52555 / SN72555	-
TI (เครื่องมือเท็กซัส)	TLC555	ประเทศไทย CMOS แรงดันไฟฟ้าขั้นต่ํา 2 V	CMOS
Zetex	ซีเท็กซ์ ZSCT1555	แรงดันไฟฟ้าขั้นต่ํา 0.9 V
NXP	NXP ICM7555	CMOS	CMOS
HFO	เอชเอฟโอ B555	-
ฮิตาชิ	ฮิตาชิ HA17555	-

555 ตัวจับเวลา IC ทดแทนและทางเลือกที่เข้ากันได้

การเปลี่ยนโดยตรง (รองรับพิน)

• NE555

• แอลเอ็ม 555

• SE555

• KA555

• SA555

• อาร์ซี 555

• เอ็มซี 1455

ทางเลือก CMOS 555 (พลังงานต่ํา)

• ทีแอลซี 555

• แอลเอ็มซี 555

• ICM7555

• 7555

การเลือกค่าเวลา RC ตัวจับเวลา 555 ตัว

• ใช้ตัวเก็บประจุที่เสถียรทุกครั้งที่ทําได้เพื่อให้เวลาของตัวจับเวลา 555 แม่นยําและสม่ําเสมอยิ่งขึ้น

•หลีกเลี่ยงการใช้ค่าตัวเก็บประจุที่น้อยมากเพราะอาจทําให้วงจรไวต่อสัญญาณรบกวนมากขึ้นและทําให้เกิดการกระตุ้นที่ไม่ต้องการ

•อย่าใช้ค่าตัวต้านทานที่สูงมากเนื่องจากอาจนําไปสู่ข้อผิดพลาดในการจับเวลาและทําให้เอาต์พุตมีเสถียรภาพน้อยลง

• เชื่อมต่อพิน RESET อย่างถูกต้องเสมอ เนื่องจากการปล่อยให้ลอยอยู่อาจทําให้ 555 Timer IC รีเซ็ตแบบสุ่มหรือหยุดทํางานอย่างถูกต้อง

555 การแก้ไขปัญหาและแก้ไข IC ตัวจับเวลา

| เอาต์พุตไม่เสถียร | เสียงรบกวนที่ส่งผลต่อพิน 2 หรือพิน 5 | เพิ่มตัวเก็บประจุขนาดเล็กสําหรับการกรอง

| ความถี่ไม่ถูกต้อง ค่า R หรือ C ไม่ถูกต้อง | คํานวณค่าเวลาใหม่โดยใช้สูตรที่ถูกต้อง

สรุป

IC ตัวจับเวลา 555 ทํางานโดยการเปรียบเทียบแรงดันไฟฟ้าของทริกเกอร์และเกณฑ์กับระดับคงที่ที่ 1/3 VCC และ 2/3 VCC สามารถทํางานในโหมด monostable, bistable และเสถียรเพื่อสร้างพัลส์หรือการสั่นที่คงที่ ด้วยค่า RC ที่ถูกต้องและการจัดการพิน RESET และ CONTROL ที่เหมาะสม เอาต์พุตจะคงที่ และเวลายังคงแม่นยํา

คําถามที่พบบ่อย [FAQ]

ค่าตัวเก็บประจุใดที่ใช้กับพิน CONTROL (พิน 5)

ใช้ตัวเก็บประจุ 0.01 μF (10 nF) จากพิน 5 ถึง GND เพื่อลดเสียงรบกวนและปรับปรุงความเสถียร

เอาต์พุต 555 ถึง VCC เต็มหรือไม่เมื่อสูง?

ไม่เสมอไป เอาต์พุต HIGH ใกล้เคียงกับ VCC แต่อาจลดลงเมื่อขับโหลด

ทําไม IC ตัวจับเวลา 555 ถึงร้อน?

มันร้อนขึ้นเมื่อขับเคลื่อนกระแสไฟขาออกสูง ทํางานที่ไฟฟ้าแรงสูง หรือสวิตช์บ่อยมาก

ตัวจับเวลา 555 สามารถขับเคลื่อนรีเลย์โดยตรงได้หรือไม่?

รีเลย์ขนาดเล็กเท่านั้น รีเลย์จํานวนมากต้องการกระแสไฟมากขึ้นดังนั้นไดรเวอร์ทรานซิสเตอร์และไดโอดฟลายแบ็คจึงปลอดภัยกว่า

เหตุใด 555 จึงทริกเกอร์แบบสุ่ม

การทริกเกอร์แบบสุ่มเกิดจากเสียงรบกวน การต่อสายดินไม่ดี หรือการกรองพลังงานที่อ่อนแอ

อะไรคือความแตกต่างที่สําคัญระหว่างไบโพลาร์ 555 และ CMOS 555?

ไบโพลาร์ 555 ใช้กระแสไฟมากขึ้นและขับเคลื่อนโหลดได้ดีขึ้น CMOS 555 ใช้พลังงานน้อยลงและทํางานได้ดีกว่าสําหรับจังหวะที่ใช้พลังงานต่ํา