Автоколебательный режим: стабильный прямоугольный сигнал
В автоколебательном режиме 555 сам включается и выключается — чтобы мигать светодиодом или генерировать тон. С резисторами R1 и R2 и конденсатором C:
- Время высокого уровня = 0,693 × (R1 + R2) × C
- Время низкого уровня = 0,693 × R2 × C
- Частота = 1,44 ÷ ((R1 + 2 × R2) × C)
- Коэффициент заполнения = (R1 + R2) ÷ (R1 + 2 × R2)
При R1 = 1 кОм, R2 = 10 кОм и C = 10 мкФ: высокий уровень 76 мс, низкий 69 мс, около 6,9 Гц с коэффициентом заполнения 52%.
В этой стандартной схеме выход всегда находится в высоком состоянии дольше, чем в низком, так что коэффициент заполнения остаётся выше 50%. Диод параллельно R2 позволяет конденсатору заряжаться только через R1, что даёт меньший коэффициент заполнения.
Ждущий режим: один импульс
В ждущем (моностабильном) режиме запуск даёт один импульс фиксированной длительности: t = 1,1 × R × C. При R = 100 кОм и C = 10 мкФ это 1,1 секунды — типичная задержка или время подавления дребезга.
Советы по деталям
- Электролитические конденсаторы могут отличаться от номинала на 20% и больше, так что реальные времена могут отличаться от формулы. Где важна точность, используйте плёночный конденсатор.
- Держите R1 не меньше 1 кОм, чтобы через вывод разряда не шёл слишком большой ток.
Калькулятор таймера 555 рассчитывает оба режима. Если выход питает светодиод, подберите его резистор в Калькулятор резистора для светодиода.
Подбор деталей под частоту
Сильнее всего частоту сдвигает смена конденсатора, потому что он умножает всю времязадающую цепь. При R1 = 1 кОм и R2 = 10 кОм:
| Конденсатор | Частота | Применение |
|---|---|---|
| 10 мкФ | 6,9 Гц | Заметно мигающий светодиод |
| 1 мкФ | 69 Гц | Слишком быстро, чтобы различить отдельные вспышки |
| 0,1 мкФ | 690 Гц | Слышимый тон |
| 0,01 мкФ | 6,9 кГц | Высокий тон |
Как приблизиться к 50%
Сделайте R2 гораздо больше R1. При R1 = 1 кОм и R2 = 100 кОм коэффициент заполнения 101 ÷ 201 = 50,2%. Равные резисторы дают другую крайность: R1 = R2 = 4,7 кОм дают 67%.
Частые проблемы
- Время отличается на 20% и больше. Электролитические конденсаторы настолько неточны. Конденсатор 10 мкФ с отклонением +20% превращает импульс одновибратора в 1,1 секунды в 1,3 секунды. Используйте плёночный конденсатор или подстройте переменным резистором.
- Выход дрожит или перезапускается. 555 при переключении потребляет импульсы тока. Поставьте конденсатор 0,1 мкФ между выводами питания, близко к микросхеме.
- Импульс одновибратора не заканчивается. Удержание входа запуска в низком уровне держит выход высоким. Сделайте импульс запуска короче выходного или подавайте его через небольшой разделительный конденсатор.
- Микросхема греется. Классический биполярный 555 может отдавать или принимать 200 мА, но при этом нагревается. КМОП-версии греются меньше, работают от примерно 2 В и дают гораздо меньше помех по питанию.