NE555 vs NE556: أي شريحة مؤقت تحتاج

مقارنة NE555 مقابل NE556 هي مقارنة يقوم بها كل مستخدم للمؤقت عندما يحتاج التصميم إلى أكثر من دائرة توقيت واحدة، وهي من أنظف المقارنات في مجال الإلكترونيات لأن الجزأين يشتركان في نفس المؤقت الداخلي. NE555 هو IC مؤقت فردي، دائرة توقيت كاملة واحدة في علبة ذات 8 أطراف، وNE556 هو IC مؤقت مزدوج، نسختان مستقلتان من نفس دائرة 555 في علبة ذات 14 طرفاً، ويقدم كلاهما نفس السلوك أحادي الاستقرار ومتعدد الاستقرار بنفس مواصفات التغذية والتوقيت. لذلك فإن المقارنة تدور حول العدد والعلبة: التصميم الذي يحتاج إلى دائرة توقيت واحدة يأخذ NE555، والتصميم الذي يحتاج إلى اثنتين يأخذ NE556 ويوفر على اللوحة جزءاً ثانياً. يقارن هذا الدليل بينهما من حيث العلبة وتوزيع الأطراف، والتغذية والتوقيت، والتشغيل أحادي الاستقرار ومتعدد الاستقرار، والتطبيقات، ويقدم قاعدة الاختيار بينهما، بحيث تختار كتلة المؤقت الفردي أو المزدوج بناءً على الدليل.

تفتح المقارنة أيضاً منظور الاستبدال، لأن 555 و556 ينتميان إلى واحدة من أكثر العائلات انتشاراً في مجال الإلكترونيات. يشارك تخطيط NE555 ذو الـ 8 أطراف LM555 وSA555 وSE555 وTLC555 ومتغيرات CMOS 555، ويشارك تخطيط NE556 ذو الـ 14 طرفاً نفس المجال، بحيث يمتلك أي تصميم يختار أي منهما سوقاً عميقاً للاستبدال المتوافق الأطراف. لذلك يغطي الدليل مقارنة الهندسة ومنظور التوريد معاً، وهو المرجع العملي الذي يحتفظ به المهندس بجانب صحيفتي البيانات. NE555 وNE556 هما نفس المؤقت بعددين مختلفين من العلبة، والمقارنة هي الخريطة بين الدائرة الفردية والمزدوجة.

NE555 مقابل NE556: الفرق الجوهري

الفرق الجوهري بين NE555 وNE556 هو عدد دوائر التوقيت في العلبة، وكل فرق عملي ينبع من العدد. يحتوي NE555 على مؤقت 555 كامل واحد، المحفز، والعتبة، والتفريغ، والتحكم، وإعادة الضبط، والإخراج، في علبة ذات 8 أطراف، ويحتوي NE556 على مؤقتين كاملين ومستقلين من 555 في علبة ذات 14 طرفاً، لكل منهما أطراف المحفز والعتبة والتفريغ والتحكم وإعادة الضبط والإخراج الخاصة به. المؤقتان داخل NE556 هما نفس تصميم NE555 الفردي، يعملان من نفس التغذية، وينتجان نفس السلوك أحادي الاستقرار ومتعدد الاستقرار، لذلك المقارنة ليست مسابقة أداء، إنها قرار يتعلق بالعلبة والعدد، كم عدد دوائر التوقيت التي يحتاجها اللوحة وأي علبة تخدمها. المهندس الذي يفهم ذلك يقرأ بقية المقارنة بشكل صحيح، الفردي للتصميم ذو المؤقت الواحد والمزدوج للتصميم ذو المؤقتين.

يشترك الجزأين أيضاً في بنية التوقيت التي تحدد العائلة، ومن الجدير ذكر البنية المشتركة لأنها تفسر كل مواصفة تلي ذلك. يعمل مؤقت 555 بمقارنة جهد المكثف مقابل مرجعين داخليين، المرجع المحفز السفلي عند ثلث التغذية والمرجع العتبوي العلوي عند ثلاثة أثواب التغذية، ويقود الترانزستور التفريغي الداخلي ومرحلة الإخراج من المقارنة. يثير وضع أحادي الاستقرار المؤقت لنبضة إخراج واحدة محددة العرض بمقاوم خارجي ومكثف، ويجعل وضع متعدد الاستقرار المؤقت يتذبذب باستمرار مع التردد ودورة العمل المحددين بمقاومين خارجيين ومكثف. NE555 وNE556 هما نفس البنية في نسخة واحدة ونسختين، ومقارنة التوقيت والتغذية والإخراج هي مقارنة التصميم المشترك. الفرق الجوهري هو العدد، والبنية المشتركة هي ما يضربه العدد.

المؤقت الفردي 555 مقابل المؤقت المزدوج 556

يختلف المؤقت الفردي والمزدوج في بعد واحد فقط له أهمية للمخطط، عدد دوائر التوقيت التي يمكن للوحة استخدامها. التصميم الذي يحتاج إلى مُذبذب واحد، أو مؤقت أحادي الاستقرار واحد، أو مُولّد نبض واحد، أو تأخير واحد، يأخذ NE555 ويستخدم جزءاً فردياً ذا 8 أطراف، والتصميم الذي يحتاج إلى اثنين من أي من تلك، مُذبذب ومؤقت أحادي الاستقرار، أو تأخيرين، أو مُذبذبين، يأخذ NE556 ويستخدم جزءاً واحداً ذا 14 طرفاً لكليهما. NE556 ليس مؤقتاً أسرع أو أفضل من NE555، إنه اثنان من نفس المؤقت، والمقارنة التي تصورهما كمنافسين تفوت النقطة، إنهما نفس الدائرة في عددين مختلفين من العلبة. يحمل المزدوج أيضاً راحة التغذية المشتركة، يعمل المؤقتان من نفس VCC والأرضي والمصمم يتفرع التغذية مرة واحدة، ويحمل خاصية الحرارة المشتركة، يتتبع المؤقتان بعضهما مع تحرك الحرارة. فرق الفردي مقابل المزدوج هو العدد، والعدد يقرر العلبة، والعلبة هي ما يركبها اللوحة.

توزيع الأطراف والحزمة: NE555 مقابل NE556

الحزمة وتوزيع الأطراف هما الفرق المادي الذي تهتم به اللوحة، والمقارنة هي قرار البصمة المادية. يأتي NE555 في حزمة الأطراف الثمانية، DIP-8 وSOIC-8، مع ترتيب الأطراف كالتالي: التأريض، الزناد، المخرج، إعادة الضبط، التحكم، العتبة، التفريغ، والتغذية، والتصميم الذي يستخدم مؤقتاً واحداً يقرأ تخطيط الأطراف الثمانية. يأتي NE556 في حزمة الأطراف الأربعة عشر، DIP-14 وSOIC-14، حيث يشغل المؤقت A نصف الأطراف والمؤقت B النصف الآخر، مع مشاركة التغذية على الأطراف الطرفية، والتصميم الذي يحتاج مؤقتين يقرأ تخطيط الأطراف الأربعة عشر. الحزمتان غير قابلتين للتبديل، اللوحة التي تركّب NE555 لا يمكنها تركيب NE556، واللوحة التي تحتاج مؤقتين لا تريد وحدتي NE555 عندما يفي NE556 واحد بالمهمة في مساحة أقل. قرار الحزمة هو القرار الأول في المقارنة، وهو القرار الذي يتبعه المخطط والتخطيط.

يحمل توزيع الأطراف أيضاً وظائف الأطراف التي يوصّلها المصمم، والمقارنة تقرأها لكل مؤقت. تحمل الأطراف الثمانية لـ NE555 الزناد والمخرج وإعادة الضبط وجهد التحكم والعتبة والتفريغ، ويحمل المؤقتان اثنان لـ NE556 نفس الوظائف على أطرافهما الخاصة مع مشاركة التغذية، والدائرة التوقيتية التي يبنيها المصمم لـ NE555 تنتقل مباشرة إلى أي نصف من NE556 عن طريق تعيين الأطراف. تستحق طرفتا إعادة الضبط والتحكم قراءتهما، لأن إعادة الضبط تتجاوز التوقيت وطرف التحكم يضبط مرجعيات التوقيت، والتصميم الذي يستخدمهما يوصّلهما بنفس الطريقة في الجزأين. الحزمة وتوزيع الأطراف هما العقد المادي للمقارنة، ووظائف الأطراف هي التفاصيل الدقيقة للعقد، والمصمم الذي يقرأهما يوصّل المؤقت الفردي أو المزدوج بنفس الدائرة التوقيتية.

مقارنة التخطيطات ذات الأطراف الثمانية لـ NE555 والأطراف الأربعة عشر لـ NE556

مقارنة تخطيطات الأطراف الثمانية والأطراف الأربعة عشر تضع المؤقت الفردي والمؤقت المزدوج جنباً إلى جنب. يمشي تخطيط الأطراف الثمانية لـ NE555 أطراف المؤقت حول الحزمة، التغذية عند الطرف 8، التأريض عند الطرف 1، والزناد والعتبة والتفريغ والتحكم وإعادة الضبط والمخرج عبر المنتصف، بينما يعطي تخطيط الأطراف الأربعة عشر لـ NE556 للمؤقت A الأطراف على جانب والمؤقت B على الجانب الآخر، مع التغذية في طرف والأرضي في الطرف الآخر. يقرأ مصمم اللوحة التخطيط كبصمة مادية، نمط المسافات البادئة لـ SOIC-8 ونمط المسافات البادئة لـ SOIC-14 مميزان، والاختيار مقفل على التخطيط الذي يرسمه المخطط. يقرأ التخطيط أيضاً قصة الضوضاء والتداخل، لأن مؤقتين في حزمة واحدة تشتركان في الركيزة والتغذية، والتصميم الذي يشغل كلا المؤقتين في نفس الوقت يتجاوز التغذية ويفصل مسارات التأريض بالطريقة التي يوصي بها ملاحظة التخطيط في ورقة البيانات. مقارنة التخطيط هي النصف المادي للاختيار، وهي النصف الذي يحله المخطط أولاً.

مواصفات التغذية والتوقيت: NE555 مقابل NE556

تتشابه مواصفات التغذية والتوقيت الخاصة بـ NE555 و NE556 لكل مؤقت، نظرًا لأن المؤقتات تتبع نفس التصميم، وتقرأ المقارنة البيانات المشتركة بدلاً من الاختلافات. يعمل كلا الجزأين على تغذية تتراوح من حوالي 4.5 فولت إلى 16 فولت، وهي النطاق الكلاسيكي لـ 555 ثنائي القطب، ويستهلك كلاهما التيار التشغيلي المدرج في ورقة البيانات، حيث يستهلك NE556 تيار مؤقتيه الاثنين و NE555 تيار مؤقته الواحد. يكون سلوك التوقيت متماثلًا: نبضة الخرج أحادية الاستقرار تساوي تقريبًا 1.1 مرة في المقاومة الخارجية مضروبة في المكثف، ويُعيّن التردد غير المستقر و دورة العمل من خلال المقاومتين الخارجيتين والمكثف مع عوامل 0.693 الكلاسيكية، ودقة التوقيت تعتمد على المكونات الخارجية ودرجة الحرارة وليس على أي من الجزأين يعمل في الدارة. تمثل التغذية والتوقيت القاعدة المشتركة للمقارنة، والمصمم الذي يعرف صيغ توقيت 555 يعرف 556، لأن نصفي 556 يشغلان نفس الصيغ.

تحمل مواصفات التوقيت أيضًا الحدود التي يقرأها التصميم، لأن دقة العائلة هي قصة 555. تتتبع مستويات العتبة والزنباد التغذية عند الثلث والثلثين، ولهذا السبب يعتمد توقيت 555 على نسبة التغذية بدلاً من القيمة المطلقة، وتُعيّن دقة دارة أحادية الاستقرار أو غير المستقرة بـ 555 من خلال تفاوتات المقاومة الخارجية والمكثف ودقة المرجع الداخلي للمؤقت نفسه، وهي نسبة مئوية قليلة النموذجية للجزء الكلاسيكي. محرك الخرج والمصب متماثلان لكل مؤقت، وهو الخرج الكلاسيكي ثنائي القطب الذي يمكنه sourcing وsinking عشرات المللي أمبير التي تحددها ورقة البيانات، ونطاق التغذية والخرج هما واجهة التصميم إلى الحمل. مقارنة التغذية والتوقيت هي مقارنة التصميم المشترك، و NE555 و NE556 قادران بالتساوي عند نفس التغذية ونفس التوقيت، وهو التصريح الصادق الذي تقدمه ورقة البيانات.

كيفية تطبيق صيغ التوقيت على كلا المؤقتين

تطبق صيغ التوقيت بشكل متطابق على NE555 وعلى كل نصف من NE556، لأن البنية الداخلية متماثلة. في الوضع أحادي الاستقرار، يبدأ زناد على طرف الزناد نبضة خرج بعرض يساوي تقريبًا 1.1 مرة في المقاومة الزمنية مضروبة في المكثف الزمني، والصيغة صالحة للمؤقت الواحد ولأي مؤقت من المؤقتين. في الوضع غير المستقر، يتأرجح الخرج مع وقت الشحن المُعيّن بمجموع المقاومتين عبر المكثف ووقت التفريغ المُعيّن بالمقاومة السفلية، ويُحسب التردد ودورة العمل من عوامل 0.693 الكلاسيكية، والصيغة صالحة مجددًا لكلا الجزأين. التصميم الذي يبني دارة دفقة بـ NE555 يبني نفس الدفقة بأي نصف من NE556 من خلال تعيين الأطراف والمقاومة الخارجية والمكثف، والتوقيت متماثل ضمن تفاوتات المكون. الصيغ المشتركة هي السبب في أن مقارنة التوقيت هي مقارنة للأرقام نفسها، وهي السبب في أن المصمم الماهر بـ 555 ماهر بـ 556.

التشغيل الأحادي الاستقرار والثنائي الاستقرار: NE555 مقابل NE556

وضعا التشغيل المتاحان لعائلة 555 هما الوضع الأحادي الاستقرار وهو المؤقت أحادي الطلقة، والوضع الثنائي الاستقرار وهو المتذبذب، وتعتبر المقارنة بين NE555 وNE556 مقارنة الوضعين نفسهما في نسخة واحدة ونسختين. يُنتج الوضع الأحادي الاستقرار نبضة إخراج واحدة عند التشغيل، ويُستخدم لإزالة الارتداد والتأخير والنبض المؤقت وتسلسلات المؤقت أحادي الطلقة، ويخدم NE555 وضعًا أحاديًا استقرارًا واحدًا بينما يخدم NE556 اثنان، وهما تأخيران أو تأخير ونبضة أو زوج من التسلسلات. يُنتج الوضع الثنائي الاستقرار متذبذبًا يعمل بحرية، ويُستخدم لمصابيح الوميض ومولدات النغمة وPWM ومصادر الساعة وقطارات النبض، ويخدم NE555 متذبذبًا واحدًا بينما يخدم NE556 اثنان، وهما ترددان أو متذبذب ومؤقت أحادي طلقة أو نبضة متغيرة وثابتة. إن الوضعين هما مفردات العائلة، ورقم العد يحدد عدد مفردات المفردات التي تستخدمها اللوحة، وهذا هو جوهر المقارنة العملي. يأخذ التصميم الذي يحتاج إلى وضع واحد في مكان واحد المكون الفردي، ويأخذ التصميم الذي يحتاج إلى وضعين أو نسختين من وضع واحد المكون الثنائي.

تحمل الأوضاع أيضًا التطبيقات التي يخططها التصميم للمؤقتات، والتخطيط هو نصف التطبيقات للمقارنة. يأخذ NE555 مصباح LED وامض ونغمة بدون لمس وزر مزيل ارتداد أو مرحل مؤقت، ويأخذ NE556 دائرة تجمع بين نسختين من تلك التطبيقات أو متذبذبًا يقود مؤقتًا أحادي طلقة أو وميضين غير متزامنين أو زوجًا من المؤقتات في تسلسل. يمكن أيضًا ربط مؤقتي المكون الثنائي بشكل متتالٍ في تصميم واحد، حيث يُولّد مؤقت واحد ساعة والآخر يقسمها أو يؤخرها، وهذا الربط هو سبب شائع لاختيار 556 على رقمين 555، لأن الثنائي يشترك في التغذية والأرض ويتتبع درجة الحرارة. إن وضع التطبيق وتخطيطه هما الوجه العملي للمقارنة، وتذكر أقسام الدليل اللاحقة الخيارات المحددة التي يخدمها المكون الفردي والثنائي.

متى يكون المؤقتان أفضل من واحد

المؤقتان أفضل من واحد في التصاميم التي تحتاج إلى أكثر من وظيفة توقيت، وقرار العدد هو قلب المقارنة. اللوحة التي تحتاج إلى ساعة وتأخير أو متذبذبين مستقلين أو مولد نبض ومزيل ارتداد أو ربط حيث يؤقت أحد المؤقتات الآخر، لديها احتياجات توقيتتين، وNE556 يخدمها بجزء واحد وتجاوز تغذية واحد ومساحة واحدة، بينما يخدمها رقما NE555 بجزأين ومساحتين. يحمل الثنائي أيضًا فائدة تتبع درجة الحرارة، لأن المؤقتين داخل حزمة واحدة يشاهدان درجة حرارة القالب نفسه وينحرفان معًا، وهو أمر مهم للتصاميم المعتمدة على النسبة حيث يجب أن يبقى دائرتا التوقيت متطابقتين. يأخذ التصميم الذي يحتاج إلى مؤقتين ويقدّر مساحة اللوحة والتغذية المشتركة والتطابق NE556، ويأخذ التصميم الذي يحتاج إلى مؤقت واحد أو يحتاج المؤقتات على لوحات منفصلة NE555. حكم المؤقتان أفضل هو الإجابة العملية للمقارنة، وهو سبب وجود NE556 على الإطلاق.

متى تختار NE555

اختر NE555 عندما يحتاج التصميم إلى دائرة توقيت واحدة بالضبط، لأن المؤقت الفردي يُوفر المؤقت أحادي الطلقة أو المتذبذب بأصغر مساحة 8 أطراف وأسهل توصيلًا. اختره عندما تكون دائرة التوقيت معزولة، وظيفة واحدة على لوحة واحدة، لأن NE555 الفردي هو أخف طريقة لإضافة مؤقت إلى تصميم ليس به غير ذلك. اختره عندما تهم مساحة اللوحة وتتناسب حزمة 8 الأطراف حيث لا تتناسب حزمة 14 طرفًا، وعندما لا يتوقع التصميم نمو دائرة التوقيت الثانية في اللوحة لاحقًا. NE555 هو إجابة سؤال المؤقت الواحد، وقاعدة المقارنة هي ترك المؤقت الفردي يملك وظيفة التوقيت الواحدة.

يجلب اختيار 555 أيضًا عمق العائلة، لأن NE555 هو أحد أكثر الأجزاء المستنسخة في الإلكترونيات. تخطيط 8 الأطراف مشترك بواسطة LM555 وSA555 وSE555 ومتغيرات CMOS مثل TLC555 وICM7555 بتغذية أوسع وتيار أقل، ومجال الأجزاء المحلية، لذا التصميم الذي يختار NE555 لديه سوق استبدال عميق، من الأجزاء الثنائية القطب التي تطابق التشغيل والتغذية إلى أجزاء CMOS التي توفر التيار. التوريد والتأهيل هما منظور الاستبدال الذي يخلقه عمق العائلة، ومنظور الدليل هو نفسه، المؤقت الصحيح وأصغر مساحة وعائلة عميقة.

متى تختار NE556

اختر NE556 عندما يحتاج التصميم إلى دائرتي توقيت، لأن المؤقت الثنائي يوفر كليهما بجزء 14 طرف واحد وتجاوز تغذية واحد ومساحة واحدة. اختره عندما يجب أن يتطابق المؤقتان، المتذبذبان اللذان يتتبعان بعضهما، الربط حيث يؤقت أحد المؤقتات الآخر والتأثيران اللذان يجب أن يبقى نسبة بينهما، لأن الثنائي يشترك في القالب وينحرف معًا بطريقة لا يستطيع بها رقما 555 منفصلان. اختره عندما تهم اللوحة عدد الأجزاء، 556 واحد بدلاً من رقمين 555 يوفر التكلفة والوضع والتوصيل. NE556 هو إجابة سؤال المؤقتين، وقاعدة المقارنة هي ترك المؤقت الثنائي يملك وظيفتي التوقيت.

يقرأ اختيار 556 أيضًا طابع تطبيقه الخاص، لأن المؤقتين للمكون الثنائي يخدمان التصاميم التي تجمع بين الأوضاع. دائرة تحكم محرك بمتذبذب PWM وتأثير أحادي طلقة لوقت ميت، ودائرة إنذار بنغمتين، ودائرة تسلسل بتأثيرين، ومعدات اختبار بساعة ومغلاق، جميعها تأخذ NE556 وتستخدم الجزأين، والتصميم الذي يحتاج الزوج يأخذ الجزء الذي يوفره. لدى 556 أيضًا عائلة استبداله، لأن تخطيط الثنائي 14 طرفًا مستنسخ عبر نفس المجال مثل 555، لذا التغذية مؤمّنة بنفس طريقة تغذية 555. قصة 556 هي سكة المؤقتين والزوج المتطابق، ومنظور الدليل مطابق، العدد الصحيح والجزء الواحد والعائلة العميقة.

تصميم المؤقت أحادي الاستقرار العملي: نبضة واحدة ومكافحة الارتداد

تصميم دائرة مؤقت أحادي الاستقرار باستخدام 555 أو أي نصف من 556 هو المثال العملي الذي يُجسّد صيغة التوقيت، ويبدأ بالمعادلة t = 1.1 × المقاومة الزمنية × المكثف الزمني. للحصول على نبضة واحدة مدتها ثانية واحدة: اختر مكثفًا مناسبًا، لنقل 10 µF، واحلّل للمقاومة: 1 ÷ (1.1 × 10 µF) ≈ 90.9 kΩ، ثم استخدم أقرب قيمة معيارية وهي 100 kΩ، فتكون النبضة الفعلية 1.1 × 100 kΩ × 10 µF ≈ 1.1 ثانية، وهي نبضة واحدة مريحة للتأخير أو النبضة المُؤقتة. للحصول على مكافحة ارتداد مدتها 10 ms: اختر مكثفًا 0.1 µF، واحلّل للمقاومة: 0.01 ÷ (1.1 × 0.1 µF) ≈ 90.9 kΩ، استخدم القيمة المعيارية 100 kΩ، فتكون النبضة الفعلية حوالي 11 ms، وهي تُرشّح ارتداد المفتاح بشكل مريح. التوصيل متماثل في الحالتين: المُفعِّل يُسحَب منخفضًا بواسطة الحدث، وRC التوقيت بين العتبة والتفريغ عبر المقاومة، والخرج يبقى مرتفعًا طوال الفترة الزمنية، والتصميم على 555 ينتقل مباشرةً إلى نصف 556 من خلال مواضع الأطراف.

يُقرأ المثال العملي أيضًا الحدود التي يرثها دقة التوقيت. يجب أن يسحب المُفعِّل أقل من ثلث الجهد الكافي لبدء النبضة، ويشحن المكثف الزمني عبر المقاومة إلى ثلثي الجهد الكافي قبل أن يُنهي المقارن الداخلي النبضة، وهذا هو سبب اعتماد التوقيت على نسبة الجهد وسبب ثبات الوقت مع ثبات الجهد. دقة النبضة تُحدَّدها تفاوتات المقاومة والمكثف وانحرافهما الحراري، فمقاومة فيلم كربوني بدقة 5% ومكثف بدقة 5% تضعان الوقت ضمن بضعة بالمائة من الاسمي في درجة حرارة الغرفة وأكثر عبر النطاق، لذا يستخدم التصميم الحرج للتوقيت المقاومات الدقيقة والمكثفات منخفضة الانحراف ويقرأ ميزانية التفاوت. سلوك إعادة التشغيل هو القراءة الأخرى: المُفعِّل الذي يصل مرة أخرى أثناء النبضة، في 555 الكلاسيكي غير القابل لإعادة التشغيل، لا يُعيد تشغيل شيء، بينما تعمل متغيرات CMOS ذات الخيار القابل لإعادة التشغيل بشكل مختلف، والتصميم الذي يحتاج إعادة التشغيل يقرأ المتغير. مثال المؤقت أحادي الاستقرار العملي متماثل لـ NE555 وNE556، وهو الدائرة التي تعمل عليها تطبيقات النبضة الواحدة ومكافحة الارتداد.

جدول حسابات النبضة الواحدة العملية

يُجمّع جدول النبضة الواحدة العملية قيم التوقيت الشائعة حتى يتمكن المصمم من اختيار زوج RC بنظرة سريعة. لمكافحة ارتداد 10 ms، يُعطي مكثف 0.1 µF ومقاومة 91 kΩ حوالي 10 ms؛ لتأخير 100 ms، يُعطي مكثف 1 µF ومقاومة 91 kΩ حوالي 100 ms؛ لنبضة 1 ثانية، يُعطي مكثف 10 µF ومقاومة 91 kΩ حوالي 1 ثانية؛ ولنبضة 5 ثوانٍ، يُعطي مكثف 10 µF ومقاومة 470 kΩ حوالي 5.2 ثانية. النمط هو عامل 1.1: اختر المكثف لجعل المقاومة في نطاق kΩ المريح، لأن مقاومة MΩ ضوضائية ومقاومة 100 Ω تُحمّل التفريغ والجهد الكافي، والقيم المعيارية 91 kΩ أو 470 kΩ تضع التوقيت في النطاق العملي. الجدول هو المرجع السريع الذي تحسبه الصيغة، والصيغة هي الأداة التي تُمدّد الجدول إلى أي قيمة، وهي العادة العملية لمصمم 555 و556.

تصميم الدارة غير المستقرة العملية: حساب التردد ودورة العمل

تصميم المُهتزِّط غير المستقر باستخدام المؤقت 555 أو 556 هو المثال العملي الذي يُعطي التردد ودورة العمل، ويبدأ بمُعادلتين للتوقيت. زمن الشحن يساوي 0.693 مضروباً في مجموع المقاومتين مضروباً في المكثف، وزمن التفريغ يساوي 0.693 مضروباً في المقاوم السفلية مضروباً في المكثف، والفترة هي مجموعهما والتردد هو مقلوبها. خُذ هدفاً حوالي كيلو هرتز واحد: اختر مكثفاً بسعة 0.01 ميكروفاراد، واختر المقاومات بحيث يكون مجموع زمني الشحن والتفريغ مللي ثانية واحدة. اختيار كلاسيكي، مقاوم علوي 4.7 كيلو أوم ومقاوم سفلي 68 كيلو أوم، يشحن عبر 72.7 كيلو أوم لزمن شحن حوالي 0.5 مللي ثانية ويفرغ عبر 68 كيلو أوم لزمن تفريغ حوالي 0.47 مللي ثانية، بمجموع حوالي 0.97 مللي ثانية لتردد يزيد قليلاً عن كيلو هرتز واحد مع دورة عمل قريبة من 52 بالمائة. دورة العمل تُحدَّد بنسبة المقاومات، والدارة غير المستقرة الكلاسيكية للمؤقت 555 لا يمكنها الوصول إلى 50 بالمائة بالضبط لأن التفريغ يتجاوز المقاوم العلوي، ولهذا تُضيف تصاميم الخمسين بالمائة بالضبط الثنائي الذي يتجاوز المقاوم العلوي أثناء التفريغ، والمصممون الذين يحتاجون موجة مربعة متماثلة يستخدمون الثنائي أو المُقسِّم الذي يتبعه.

يُقرأ المثال العملي أيضاً الحدود العملية للدارة غير المستقرة. لا يجب أن تكون المقاوم العلوية صغيرة جداً، لأن ترانزستور التفريغ في الجزء الكلاسيكي يستنزف التيار خلالها وقيمة صغيرة تُرهق الترانزستور، ولهذا فإن مقاومة تسلسلية في فئة 1 كيلو أوم هي حماية شائعة. دقة التوقيت تُورِّث تفاوتات المقاوم والمكثف ودرجة الحرارة، والميزانية ذاتها كالدارة أحادية الاستقرار، والتردد ينحرف مع مصدر الطاقة لأن العتبات تتتبع المصدر لكن الدارة RC مطلقة، لذا فإن مصدراً مستقراً يحافظ على التردد. الدارة غير المستقرة على المؤقت 555 تنتقل إلى أي نصف من المؤقت 556 وفق الأطراف، ويمكن أن يعمل النصفان للمؤقت 556 ترددين مستقلين، ساعة وبنسبة أبطأ، وهي الكascade التي يُيسِّرها المؤقت الثنائي. الدارة غير المستقرة العملية هي نفس الدارة للمؤقت الفردي والثنائي، وهي الدارة وراء الومّاضات والنغمات و PWM التي يُشغِّلها هذا العائلة.

جدول حسابات الدارة غير المستقرة العملية

جدول الدارة غير المستقرة العملية يُظهر أزواج RC التي تُنتج الترددات الشائعة. لومّاض بطيء قريب من 1 هرتز، مكثف 10 ميكروفاراد مع زوج 680 كيلو أوم و6.8 كيلو أوم يعطي زمن شحن قريب من 0.48 ثانية وتفريغ قريب من 0.047 ثانية، فترة قريبة من 0.52 ثانية، تردد قريب من 1.9 هرتز، ودورة عمل عالية طويلة تُناسب الصمام الثنائي الباعث للضوء الذي يبقى مُطفأً في الغالب. للنغمة الصوتية القريبة من 1 كيلو هرتز، المكثف 0.01 ميكروفاراد مع الزوج 4.7 كيلو أوم و68 كيلو أوم من المثال العملي يعطي أكثر بقليل من 1 كيلو هرتز. لنبض سريع قريب من 10 كيلو هرتز، مكثف 0.001 ميكروفاراد مع الزوج 1 كيلو أوم و68 كيلو أوم يعطي فترة قريبة من 48 ميكروثانية وتردد قريب من 21 كيلو هرتز، خارج النطاق الصوتي للتبديل والوميض السريع. الجدول هو الصيغة المُيسَّرة، والصيغة هي الأداة التي تحسب أي تردد، وهي العادة العملية لمصمم المُهتزِّط باستخدام المؤقت 555 والمؤقت 556.

تغذية الأحمال من مخرج المؤقت

تغذية الأحمال من مخرج المؤقت 555 هي الواجهة بين المؤقت والعالم، والقدرة الحالية ونوع الحمل يُحدِّدان الدارة. المؤقت 555 ثنائي القطب الكلاسيكي يمكنه sourcing وsinking في فئة 200 ميلي أمبير في أرقام ورقة البيانات النموذجية، وهي كافية لصمامات الثنائية الباعثة للضوء والمصابيح الصغيرة ومدخلات المنطق والحمل الخفيف، ومتغيرات CMOS sourcing أقل بكثير، في عشرات الميلي أمبير، لذا يبدأ قراءة الحمل بالمتغير وورقة البيانات. الصمام الثنائي الباعث للضوء يتغذى عبر مقاوم تسلسلي يُعيِّن التيار، قيمة المقاوم هي المصدر ناقص انخفاض الصمام الأمامي مقسوماً على التيار المطلوب، والمقاوم تحمي الصمام والمخرج معاً. الريليه أو الملف الكهربائي يتغذى عبر ترانزستور أو مرحلة دارلينجتون بدلاً من مباشر، لأن الملف يجذب التيار والجهد الارتدادي عند الإطفاء يُرهق المخرج، والثنائي الارتدادي عبر الملف يُثبِّت الارتداد. مكبر الصوت أو الجرس يتغذى عبر المخرج إلى مكثف تسلسلي ومقاوم، مُقترن بالتيار المتناوب لإبعاد المستمر عن المحوِّل، وهي دارة النغمة الكلاسيكية. حمل المخرج هو الواجهة التي تخدمها القدرة المتواضعة للعائلة، والتصميم يقرأ التيار والارتداد قبل توصيل الحمل.

الحمل يتفاعل أيضاً مع التوقيت، لأن حملاً ثقيلاً على المخرج يسحب التيار من المصدر وانخفاض المصدر يُزيح العتبات والتوقيت. المؤقت 555 الذي يُغذي مصباحاً أو ريليه مباشرة يمكنه سحب المصدر للأسفل عند حافة التبديل والتوقيت ينحرف، ولهذا فإن المصدر يُتجاوز بالمكثفات السائبة والسيراميك عند طرف VCC ويُغذى الحمل من القضبان مع فك اقتران خاص به. التصميم الذي يفصل مصدر التوقيت عن مصدر الحمل، أو يتجاوز كليهما، يُحافظ على التوقيت مستقراً تحت الحمل. نفس الانضباط ينطبق على المؤقت 556، الذي يُغذي نصفاه حملين، والتجاوز وفك الاقتران يخدمان المؤقتين معاً، وهي راحة المصدر المشترك وعناية المصدر المشترك للمؤقت الثنائي. تغذية الحمل هي نصف الواجهة لتصميم المؤقت، والتجاوز وفك الاقتران هما الانضباط الذي يُبقي التوقيت صادقاً تحت الحمل، وهو الاكتمال العملي لدارة غير المستقرة و أحادية الاستقرار.

قياس مؤقت 555 واستكشاف الأعطال وإصلاحها

قياس الـ 555 على الطاولة هو التأكيد على أن التوقيت يطابق المعادلة، وهو الخطوة التي تكشف أخطاء التوصيل. قم بزيارة دبوس الإخراج بجهاز المراقب الزمني واقرأ التردد ونسبة التشغيل مقابل القيم المحسوبة، يُظهر المؤقت أحادي الاستقرار دفعة واحدة وعرضها، ويعرض المؤقت عديم الاستقرار الموجة المربعة المستمرة ونسبة التشغيل، ويؤكد القياس ضمن تفاوت المقاومة والمكثف صحة الدائرة. قم بزيارة العتبة ودبوس التفعيل لترى منحنى الشحن ونقاط المقارنة، مما يعلم التوقيت بصرياً ويكتشف مكثفاً لا يشحن، وقم بزيارة مصدر الطاقة للتموج الذي يحقنه الحمل أو تجاوز المكثف التجاوزي. يتم تسجيل القياسات بجانب قيم التصميم، والسجل هو الدليل على أن كتلة المؤقت تعمل كما هو مصمم، وهو نفس الانضباط الذي تطبقه السلسلة على كل دائرة تبنيها.

قائمة استكشاف الأعطال للـ 555 قصيرة ومتسقة، وتغطي الأخطاء التي توقف اللوحة الجديدة. إذا ظل الإخراج مرتفعاً ولا ينبض أبداً، تحقق من التفعيل، الذي يجب سحبه إلى أقل من ثلث مصدر الطاقة لبدء أحادي الاستقرار، ودبوس إعادة الضبط، الذي يجب الحفاظ عليه مرتفعاً، لأن إعادة الضبط تعمل بالمنطق السالب ويمكن أن يحتفظ تجاوز إعادة الضبط بالجزء في حالة القفل. إذا ظل الإخراج منخفضاً ولا يتأرجح أبداً، تحقق من مسار RC، والمقاومة المتصلة من المصدر إلى العتبة والتفريغ، والمكثف إلى الأرضي، وتحقق من دبوس التحكم، الذي يجب أن يحمل تجاوزه 0.01 ميكروفاراد إلى الأرضي، لأن دبوس التحكم يضبط المرجع ثلثي القيمة وتتحكم نقطة التحكم الصاخبة في التوقيت. إذا كان التوقيت خاطئاً، اقرأ تفاوتات المكونات واستقرار المصدر، وإذا حدث خلل في الإخراج أو تموج في المصدر، أضف التجاوز 0.1 ميكروفاراد و10 ميكروفاراد عند دبوس VCC. قائمة استكشاف الأعطال هي الخاتمة العملية للتصميم، وهي قائمة المراجعة التي يحتفظ بها المصمم للوحة الأولى من كل كتلة 555 أو 556، على المؤقت الفردي وعلى كل نصف المؤقت المزدوج.

NE555 مقابل NE556: المعادلات والاستبدالات

نظرة الاستبدال لمقارنة NE555 مقابل NE556 هي التوريد الذي يفتحه كلا الخيارين، وهي نفس النظرة لكلا الجزأين. يجلس NE555 في العائلة التي يكررها كل مورد ومجموعة من الأجزاء بتخطيط 8 دبابيس، ويجلس NE556 في العائلة التي تخدمها نفس المجموعة بتخطيط 14 دبوس المزدوج، لذا كلا التصميمين لهما سوق استبدال عميق ومتوافق الأطراف. تأهيل الاستبدال يتبع نفس الانضباط كأي استبدال: تأكيد العبوة وتوزيع الأطراف، DIP-8 أو SOIC-8 للـ 555 وDIP-14 أو SOIC-14 للـ 556، تأكيد نطاق الجهد الكهربائي وقيادة الإخراج، تأكيد سلوك التوقيت، واختبار الاستبدال على اللوحة عبر نطاق درجة الحرارة. الاستبدال متوافق الأطراف لأن التخطيطات موحدة، والتوريد عميق لأن العائلة قديمة وواسعة، وهو الجمع الذي يجعل مقارنة المؤقت مواتية لسلسلة التوريد.

تلمس المقارنة أيضاً عائلة المؤقت CMOS التي تجلس بجانب كلا الجزأين، لأن TLC555 وICM7555 ومتغيرات CMOS 555 تخدم السكك ذات التيار المنخفض والواسعة التي لا يستطيعها NE555 وNE556 ثنائي القطب. التصميم الذي يعمل بالبطارية ويحتاج مؤقتاً عند جهد منخفض أو تيار تشغيل ميكروأمبير يقرأ الجزء CMOS، والتصميم الذي يحتاج قيادة ثنائية القطب الكلاسيكية يقرأ NE555 أو NE556، ومقارنة الاثنين هي الجسر بين عائلتي المؤقت. المصمم الذي يقرأ مقارنة NE555 مقابل NE556 بهذه الطريقة يختار المؤقت الفردي أو المزدوج على أساس العدد والعبوة والتطبيق، والاختيار هو الإجابة العملية التي يقبلها المخطط واللوحة كلاهما.