NE555 vs NE556: Hangi Zamanlayıcı IC'ye İhtiyacınız Var?

NE555 vs NE556 karşılaştırması, tasarım birden fazla zamanlama devresine ihtiyaç duyduğunda her zamanlayıcı kullanıcısının yaptığı bir karşılaştırmadır ve bu, iki parçanın aynı dahili zamanlayıcıyı paylaşması nedeniyle elektronikteki en net karşılaştırmalardan biridir. NE555, 8 pinli bir pakette tek bir tam zamanlama devresi olan bir tekli zamanlayıcı IC'dir ve NE556, 14 pinli bir pakette aynı 555 devresinin iki bağımsız kopyası olan bir çiftli zamanlayıcı IC'dir; her ikisi de aynı besleme ve zamanlama özelliklerinde aynı monostable ve astable davranışı sunar. Bu nedenle karşılaştırma, sayı ve paket üzerinedir: bir zamanlama devresine ihtiyaç duyan bir tasarım NE555'i alır, iki taneye ihtiyaç duyan bir tasarım ise NE556'yı alarak kartta ikinci bir parçadan tasarruf sağlar. Bu kılavuz, ikisini paket ve pin çıkışı, besleme ve zamanlama, monostable ve astable çalışma ve uygulamalar üzerinden karşılaştırır ve aralarında seçim yapmak için kuralı sunar, böylece zamanlayıcı bloğu kanıtlara dayanarak tekliyi veya çiftliyi seçer.

Karşılaştırma aynı zamanda değişim görünümünü de açar, çünkü 555 ve 556 elektronikte en yaygın şekilde üretilen ailelerden birinde yer alır. NE555'in 8 pinli yerleşimi LM555, SA555, SE555, TLC555 ve CMOS 555 varyantları tarafından paylaşılır ve NE556'nın 14 pinli yerleşimi aynı alanda paylaşılır; bu nedenle her iki parçayı da seçen bir tasarım, derin ve pin uyumlu bir yedek parça pazarına sahiptir. Bu kılavuz, bu nedenle mühendislik karşılaştırmasını ve tedarik görünümünü birlikte kapsar ve bir mühendisin iki veri sayfası yanında bulundurduğu çalışma referansıdır. NE555 ve NE556, iki paket sayısındaki aynı zamanlayıcıdır ve karşılaştırma, tekli devre ile çiftli devre arasındaki haritadır.

NE555 vs NE556: Temel Fark

NE555 ve NE556 arasındaki temel fark, paket içindeki zamanlama devrelerinin sayısıdır ve her pratik fark bu sayıdan kaynaklanır. NE555; tetikleme (trigger), eşik (threshold), deşarj (discharge), kontrol (control), sıfırlama (reset) ve çıkış (output) birimlerini içeren tek bir tam 555 zamanlayıcıyı 8 pinli bir pakette sunar. NE556 ise her biri kendi tetikleme, eşik, deşarj, kontrol, sıfırlama ve çıkış pinlerine sahip iki tam ve bağımsız 555 zamanlayıcıyı 14 pinli bir pakette barındırır. NE556 içindeki iki zamanlayıcı, tekli NE555 ile aynı tasarıma sahiptir, aynı beslemeden çalışır ve aynı monostable ve astable davranışı üretir; bu nedenle karşılaştırma bir performans yarışı değil, bir paketleme ve sayı kararıdır: kartın kaç zamanlama devresine ihtiyacı olduğu ve hangi paketin bunlara hizmet edeceği. Bunu anlayan bir mühendis, karşılaştırmanın geri kalanını doğru okur: tek zamanlayıcılı tasarım için tekli, iki zamanlayıcılı tasarım için ikili.

İki parça aynı zamanda aileyi tanımlayan zamanlama mimarisini de paylaşır ve bu paylaşılan mimariyi belirtmekte fayda vardır çünkü takip eden her spesifikasyonu açıklar. Bir 555 zamanlayıcı, bir kapasitör voltajını iki dahili referansla (beslemenin üçte birindeki alt tetikleme referansı ve beslemenin üçte ikisindeki üst eşik referansı) karşılaştırarak çalışır ve bu karşılaştırmadan dahili bir deşarj transistörünü ve bir çıkış aşamasını sürer. Monostable mod, genişliği harici bir direnç ve kapasitör tarafından ayarlanan tek bir çıkış darbesi için zamanlayıcıyı tetikler; astable mod ise zamanlayıcının, frekansı ve görev döngüsü (duty) iki harici direnç ve bir kapasitör tarafından ayarlanan şekilde sürekli salınım yapmasını sağlar. NE555 ve NE556, bir ve iki kopya halindeki aynı mimaridir; zamanlama, besleme ve çıkış karşılaştırması, paylaşılan tasarımın bir karşılaştırmasıdır. Temel fark sayıdır ve paylaşılan mimari, bu sayının çoğalttığı şeydir.

Tekli 555 zamanlayıcıya karşı ikili 556 zamanlayıcı

Tekli ve ikili zamanlayıcılar, şematik için önemli olan tam bir boyutta farklılık gösterir: kartın kullanabileceği zamanlama devrelerinin sayısı. Bir osilatör, bir one-shot, bir darbe üreteci veya bir gecikmeye ihtiyaç duyan bir tasarım NE555'i alır ve tek bir 8 pinli parça kullanır; bunlardan herhangi ikisine (bir osilatör ve bir one-shot, iki gecikme veya iki osilatör) ihtiyaç duyan bir tasarım ise NE556'yı alır ve her ikisi için bir adet 14 pinli parça kullanır. NE556, NE555'ten daha hızlı veya daha iyi bir zamanlayıcı değildir, aynı zamanlayıcının iki tanesidir ve onları rakip olarak gören karşılaştırmalar asıl noktayı kaçırır; onlar iki farklı paket sayısındaki aynı devredir. İkili olan ayrıca paylaşılan besleme kolaylığını da taşır; iki zamanlayıcı aynı VCC ve toprak hattından çalışır ve tasarımcı beslemeyi bir kez bypass eder; ayrıca paylaşılan sıcaklık karakterini taşır, yani sıcaklık değiştikçe iki zamanlayıcı birbirini takip eder. Tekli-ikili farkı sayıdır, sayı pakete karar verir ve paket, kartın üzerine monte edilen şeydir.

Pinout ve Paket: NE555 vs NE556

Paket ve pinout, kartın önem verdiği fiziksel farklardır ve karşılaştırma bir footprint kararıdır. NE555; toprak, tetikleyici (trigger), çıkış (output), sıfırlama (reset), kontrol, eşik (threshold), deşarj (discharge) ve besleme olarak düzenlenmiş pinleri ile DIP-8 ve SOIC-8 gibi 8-pin paketlerde gelir ve tek bir zamanlayıcı kullanan tasarım 8-pin yerleşimini okur. NE556; zamanlayıcı A'nın pinlerin yarısını, zamanlayıcı B'nin ise diğer yarısını kapladığı, uç pinlerde beslemeyi paylaştığı DIP-14 ve SOIC-14 gibi 14-pin paketlerde gelir ve iki zamanlayıcı kullanan tasarım 14-pin yerleşimini okur. İki paket birbirinin yerine kullanılamaz; NE555 monte edilen bir karta NE556 monte edilemez ve iki zamanlayıcıya ihtiyaç duyan bir kart, tek bir NE556 işi daha az alanda halledebilecekken iki adet NE555 istemez. Paket kararı, karşılaştırmanın ilk kararıdır ve şema ile yerleşimin (layout) takip ettiği karardır.

Pinout ayrıca tasarımcının kabloladığı pin fonksiyonlarını da taşır ve karşılaştırma bunları zamanlayıcı başına okur. NE555'in sekiz pini tetikleyici, çıkış, sıfırlama, kontrol voltajı, eşik ve deşarjı taşır; NE556'nın iki zamanlayıcısı ise besleme paylaşılmış halde aynı fonksiyonları kendi pinlerinde taşır ve tasarımcının bir NE555 için kurduğu zamanlama devresi, pinlerin eşleştirilmesiyle doğrudan bir NE556'nın her iki yarısına da aktarılır. Sıfırlama ve kontrol pinleri özel bir incelemeyi hak eder, çünkü sıfırlama zamanlamayı geçersiz kılar ve kontrol pini zamanlama referanslarını belirler; bunları kullanan tasarım, her iki parçada da aynı şekilde kablolanır. Paket ve pinout, karşılaştırmanın fiziksel sözleşmesidir ve pin fonksiyonları bu sözleşmenin ince ayrıntılarıdır; bunları okuyan tasarımcı, tekli veya ikiliyi aynı zamanlama devresiyle kablolar.

NE555 8-pin ve NE556 14-pin yerleşimlerinin karşılaştırılması

8-pin ve 14-pin yerleşimlerini karşılaştırmak, tekli zamanlayıcıyı ve ikili zamanlayıcıyı yan yana getirir. NE555'in 8-pin yerleşimi, zamanlayıcının pinlerini paket etrafında gezdirir; pin 8'de besleme, pin 1'de toprak ve ortada tetikleyici, eşik, deşarj, kontrol, sıfırlama ve çıkış bulunur. NE556'nın 14-pin yerleşimi ise zamanlayıcı A'ya bir taraftaki pinleri, zamanlayıcı B'ye diğer taraftaki pinleri verir; besleme bir uçta, toprak ise diğer uçtadır. Kart tasarımcısı yerleşimi bir footprint olarak okur; SOIC-8 ped deseni ve SOIC-14 ped deseni farklıdır ve seçim, şemanın çizdiği yerleşime kilitlenir. Yerleşim ayrıca gürültü ve çapraz konuşma (cross-talk) durumunu da okur, çünkü bir paketteki iki zamanlayıcı alt tabakayı (substrate) ve beslemeyi paylaşır; her iki zamanlayıcıyı aynı anda çalıştıran tasarım, beslemeyi bypass eder ve toprak yollarını datasheet yerleşim notunun önerdiği şekilde ayırır. Yerleşim karşılaştırması, seçimin fiziksel yarısıdır ve şemanın ilk önce çözdüğü yarıdır.

Besleme ve Zamanlama Spesifikasyonları: NE555 vs NE556

NE555 ve NE556'nın besleme ve zamanlama spesifikasyonları zamanlayıcı başına aynıdır, çünkü zamanlayıcılar aynı tasarıma sahiptir ve karşılaştırma bunları farklılıklar yerine ortak özellikler olarak okur. Her iki parça da kabaca 4.5 volttan 16 volta kadar olan besleme ile çalışır (klasik bipolar 555 aralığı) ve her ikisi de veri sayfasında listelenen çalışma akımını çeker; NE556 iki zamanlayıcısı için, NE555 ise tek zamanlayıcısı için akım çeker. Zamanlama davranışı aynıdır: monostable çıkış darbesi harici direnç ile kapasitörün çarpımının yaklaşık 1.1 katıdır; astable frekansı ve görev döngüsü ise klasik 0.693 faktörleri ile iki harici direnç ve kapasitör tarafından belirlenir. Zamanlamanın doğruluğu, devreyi hangi iki parçanın çalıştırdığından ziyade harici bileşenlere ve sıcaklığa bağlıdır. Besleme ve zamanlama, karşılaştırmanın ortak zeminidir ve 555 zamanlama formüllerini bilen bir tasarımcı 556'yı da bilir, çünkü 556'nın iki yarısı aynı formülleri çalıştırır.

Zamanlama spesifikasyonları ayrıca tasarımın okuduğu sınırları da taşır, çünkü ailenin doğruluğu 555'in hikayesidir. Eşik ve tetikleme seviyeleri beslemeyi üçte bir ve üçte iki oranında takip eder, bu nedenle 555'in zamanlaması mutlak olmaktan ziyade besleme oranına dayalıdır. Bir 555 monostable veya astable devresinin doğruluğu, harici direnç ve kapasitör toleransları ile zamanlayıcının kendi dahili referans doğruluğu (klasik parça için tipik olarak yüzde birkaç) tarafından belirlenir. Çıkış sürücüsü ve akım çekme kapasitesi zamanlayıcı başına aynıdır; veri sayfasında belirtilen onlarca miliamperi kaynaklayabilen ve çekebilen klasik bipolar çıkıştır. Besleme aralığı ve çıkış, tasarımın yüke olan arayüzüdür. Besleme ve zamanlamanın karşılaştırılması, paylaşılan tasarımın karşılaştırılmasıdır ve NE555 ile NE556, aynı besleme ve aynı zamanlamada eşit derecede yeteneklidir; bu, veri sayfasının yaptığı dürüst açıklamadır.

Zamanlama formülleri her iki zamanlayıcıya nasıl uygulanır?

Zamanlama formülleri NE555'e ve NE556'nın her bir yarısına aynı şekilde uygulanır, çünkü dahili mimari aynıdır. Monostable modda, tetikleme pinindeki bir tetikleme, genişliği yaklaşık olarak zamanlama direnci ile zamanlama kapasitörünün çarpımının 1.1 katı olan bir çıkış darbesi başlatır ve formül hem tekli zamanlayıcı hem de ikili zamanlayıcının her iki tarafı için geçerlidir. Astable modda, çıkış, kapasitör üzerinden iki direncin toplamı tarafından belirlenen şarj süresi ve alt direnç tarafından belirlenen deşarj süresi ile salınım yapar; frekans ve görev döngüsü klasik 0.693 faktörlerinden hesaplanır ve formül yine her iki parça için de geçerlidir. Bir NE555 ile bir one-shot devresi oluşturan tasarım, pinleri ve harici direnç ile kapasitörü eşleştirerek NE556'nın her iki yarısıyla da aynı one-shot devresini kurar ve zamanlama, bileşen toleransları dahilinde aynıdır. Paylaşılan formüller, zamanlama karşılaştırmasının aynı sayıların karşılaştırması olmasının nedenidir ve 555 konusunda yetkin bir tasarımcının 556 konusunda da yetkin olmasının sebebidir.

Monostable ve Astable Çalışma: NE555 vs NE556

555 ailesinin iki çalışma modu monostable (tek kararlı), yani tek atımlık (one-shot) ve astable (kararsız), yani osilatördür; NE555 ve NE556 karşılaştırması ise bu modların bir ve iki kopya halindeki kıyaslamasıdır. Monostable mod, tetiklendiğinde debounce, gecikme, zamanlanmış darbe ve tek atımlık diziler için kullanılan tek bir çıkış darbesi üretir; NE555 bir monostable işlevi görürken, NE556 iki adet, yani iki gecikme, bir gecikme ve bir darbe veya bir dizi çifti sunar. Astable mod, flaşörler, ton üreteçleri, PWM, saat kaynakları ve darbe dizileri için kullanılan serbest çalışan bir osilatör üretir; NE555 bir osilatör işlevi görürken, NE556 iki adet, yani iki frekans, bir osilatör ve bir tek atımlık mod veya bir değişken ve bir sabit darbe sunar. Bu modlar ailenin kelime dağarcığıdır ve sayı, kartın bu dağarcıktan ne kadarını kullanacağına karar verir ki bu da karşılaştırmanın pratik çekirdeğidir. Bir noktada tek bir moda ihtiyaç duyan tasarım tekliyi, iki moda veya bir moddan iki tanesine ihtiyaç duyan tasarım ise ikiliyi tercih eder.

Modlar aynı zamanda tasarımın zamanlayıcılarla eşleştirdiği uygulamaları da taşır ve bu eşleştirme karşılaştırmanın uygulama yarısını oluşturur. Tek bir LED flaşör, temassız bir ton, debounce edilmiş bir buton veya zamanlanmış bir röle NE555 gerektirir; bunlardan ikisini birleştiren bir devre, bir tek atımlık modu süren bir osilatör, iki asenkron flaşör veya bir dizi içindeki bir çift zamanlayıcı ise NE556 gerektirir. İkilinin içindeki iki zamanlayıcı tek bir tasarımda kaskad (ardışık) olarak da bağlanabilir; bir zamanlayıcı bir saat üretirken diğeri bunu bölebilir veya geciktirebilir. Kaskad bağlantı, ikilinin beslemeyi ve toprağı paylaşması ve sıcaklığı takip etmesi nedeniyle iki adet 555 yerine 556'yı seçmek için yaygın bir nedendir. Mod ve uygulama eşleştirmesi karşılaştırmanın işleyen yüzüdür ve kılavuzun sonraki bölümleri tekli ve ikilinin her birinin hizmet ettiği spesifik seçimleri adlandırır.

İki zamanlayıcı ne zaman bir taneden daha iyidir?

Birden fazla zamanlama işlevine ihtiyaç duyan tasarımlarda iki zamanlayıcı bir taneden daha iyidir ve sayı kararı karşılaştırmanın kalbidir. Bir saat ve bir gecikmeye, iki bağımsız osilatöre, bir darbe üretecine ve bir debouncer'a veya bir zamanlayıcının diğerini kapıladığı (gate) bir kaskad yapıya ihtiyaç duyan bir kartın iki zamanlama ihtiyacı vardır; NE556 bunları tek bir parça, tek bir besleme bypass'ı ve tek bir ayak izi (footprint) ile karşılarken, iki adet NE555 bunları iki parça ve iki ayak izi ile karşılar. İkili ayrıca sıcaklık takibi avantajını da taşır, çünkü tek bir paket içindeki iki zamanlayıcı aynı yonga sıcaklığını görür ve birlikte sürüklenir; bu durum, iki zamanlama devresinin eşleşmiş kalması gereken oran bağımlı tasarımlar için önemlidir. İki zamanlayıcıya ihtiyaç duyan ve kart alanına, paylaşılan beslemeye ve eşleşmeye değer veren tasarım NE556'yı, tek bir zamanlayıcıya ihtiyaç duyan veya zamanlayıcıların ayrı kartlarda olmasını gerektiren tasarım ise NE555'i seçer. "İki zamanlayıcı daha iyidir" yargısı karşılaştırmanın pratik cevabıdır ve NE556'nın var olma sebebidir.

NE555 Ne Zaman Seçilmeli

Tasarım tam olarak bir zamanlama devresine ihtiyaç duyduğunda NE555'i seçin, çünkü tekli zamanlayıcı en küçük 8-pin ayak izi ve en basit kablolama ile tek atımlık (one-shot) veya osilatör işlevini sunar. Zamanlama devresi izole olduğunda, bir kart üzerinde tek bir işlev olduğunda onu seçin, çünkü tek bir NE555, başka zamanlayıcısı olmayan bir tasarıma zamanlayıcı eklemenin en hafif yoludur. Kart alanı önemli olduğunda ve 8-pin paket 14-pin paketin sığmadığı yere sığdığında ve tasarım daha sonra karta eklenecek ikinci bir zamanlama devresi öngörmediğinde onu seçin. NE555, tek zamanlayıcı sorusunun cevabıdır ve karşılaştırmanın kuralı, tek zamanlama işlevinin tek zamanlayıcıya bırakılmasıdır.

555 seçimi aynı zamanda ailenin derinliğini de beraberinde getirir, çünkü NE555 elektronikte en çok çoğaltılan parçalardan biridir. 8-pin yerleşimi; LM555, SA555, SE555, daha geniş besleme ve daha düşük akıma sahip TLC555 ve ICM7555 gibi CMOS varyantları ve yerli parça alanı tarafından paylaşılır; bu nedenle NE555'i seçen bir tasarım, sürücü ve beslemeye uygun bipolar parçalardan akım tasarrufu sağlayan CMOS parçalara kadar derin bir ikame pazarına sahiptir. Tedarik ve kalifikasyon, ailenin derinliğinin yarattığı ikame bakış açısıdır ve kılavuzun görüşü de aynıdır: doğru zamanlayıcı, en küçük ayak izi ve derin aile.

NE556 Ne Zaman Seçilmeli

Tasarım iki zamanlama devresine ihtiyaç duyduğunda NE556'yı seçin, çünkü çift zamanlayıcı her ikisini de tek bir 14-pin parça, tek bir besleme baypası ve tek bir ayak izi ile sunar. İki zamanlayıcının eşleşmesi gerektiğinde, birbirini takip eden iki osilatörde, bir zamanlayıcının diğerini tetiklediği (gate) kaskad yapısında ve oranını koruması gereken iki gecikmede onu seçin; çünkü çiftli yapı aynı kalıbı (die) paylaşır ve iki ayrı 555'in yapamayacağı şekilde birlikte sürüklenir (drift). Kart, parça sayısına değer verdiğinde onu seçin; iki 555 yerine bir 556 kullanmak maliyetten, yerleştirmeden ve kablolamadan tasarruf sağlar. NE556, iki zamanlayıcı sorusunun cevabıdır ve karşılaştırmanın kuralı, iki zamanlama işlevinin çift zamanlayıcıya bırakılmasıdır.

556 seçimi aynı zamanda kendi uygulama karakterini de yansıtır, çünkü çiftli yapının iki zamanlayıcısı, modları birleştiren tasarımlara hizmet eder. Bir PWM osilatörü ve bir tek atımlık ölü zaman (dead-time) içeren bir motor kontrol devresi, iki tonlu bir alarm devresi, iki gecikmeli bir sıralama devresi ve bir saat ile bir tetikleyici içeren bir test düzeneği; bunların hepsi NE556'yı kullanır ve her iki yarıyı da değerlendirir; çifte ihtiyaç duyan tasarım, onu sağlayan parçayı alır. 556'nın da kendi ikame ailesi vardır, çünkü 14-pin çiftli yerleşim 555 ile aynı alanda çoğaltılmıştır, bu nedenle tedarik 555'te olduğu gibi güvence altındadır. 556'nın hikayesi iki zamanlayıcı hattı ve eşleşmiş çifttir; kılavuzun görüşü de buna uygundur: doğru sayı, tek parça ve derin aile.

Uygulamalı Monostabil Tasarım: Bir One-Shot ve Bir Debounce

555 veya 556'nın her iki yarısı ile bir monostabil devre tasarlamak, zamanlama formülünü somutlaştıran uygulamalı bir örnektir ve t eşittir 1.1 çarpı zamanlama direnci çarpı zamanlama kapasitörü denklemi ile başlar. Bir saniyelik bir one-shot darbesini ele alalım: uygun bir kapasitör seçin, örneğin 10 mikrofarad ve direnç için çözün; 1 bölü 1.1 çarpı 10 mikrofarad, yaklaşık 90.9 kilohm eder, ardından en yakın standart değer olan 100 kilohm'u kullanın; gerçek darbe 1.1 çarpı 100 kilohm çarpı 10 mikrofarad, yani yaklaşık 1.1 saniyedir ki bu bir gecikme veya zamanlanmış darbe için uygun bir one-shot süresidir. On milisaniyelik bir debounce işlemini ele alalım: 0.1 mikrofaradlık bir kapasitör seçin, direnç için çözün; 0.01 bölü 1.1 çarpı 0.1 mikrofarad, yaklaşık 90.9 kilohm eder, 100 kilohm standardını kullanın ve gerçek darbe yaklaşık 11 milisaniyedir, bu da anahtar sıçramasını (switch bounce) rahatça filtreler. Kablolama her ikisi için de aynıdır; tetikleyici (trigger) olay tarafından düşük seviyeye çekilir, zamanlama RC'si eşik (threshold) ile direnç üzerinden deşarj (discharge) arasındadır ve çıkış süre boyunca yüksek kalır; 555 üzerindeki tasarım, pin konumları aracılığıyla doğrudan 556'nın bir yarısına eşlenir.

Uygulamalı örnek ayrıca zamanlama doğruluğunun devraldığı sınırları da gösterir. Darbeyi başlatmak için tetikleyici, beslemenin üçte birinin altına çekilmelidir ve zamanlama kapasitörü, dahili karşılaştırıcı darbeyi sonlandırmadan önce direnç üzerinden beslemenin üçte ikisine kadar şarj olur; bu nedenle zamanlama besleme oranına dayalıdır ve kararlı bir besleme kararlı bir süreyi korur. Darbenin doğruluğu, direnç ve kapasitör toleransları ile bunların sıcaklık kayması (drift) tarafından belirlenir; yüzde beşlik bir karbon film direnç ve yüzde beşlik bir kapasitör, süreyi oda sıcaklığında nominal değerin yüzde birkaçı içinde, tüm aralıkta ise daha fazla sapma ile tutar; bu nedenle zamanlama açısından kritik bir tasarım, hassas dirençler ve düşük kaymalı kapasitörler kullanır ve tolerans bütçesini göz önünde bulundurur. Yeniden tetikleme (retrigger) davranışı diğer bir husustur: klasik yeniden tetiklenemeyen 555'te darbe sırasında tekrar gelen bir tetikleyici hiçbir şeyi yeniden başlatmazken, yeniden tetiklenebilir seçeneği olan CMOS varyantları farklı davranır ve yeniden başlatmaya ihtiyaç duyan tasarım ilgili varyantı seçer. Monostabil uygulamalı örneği NE555 ve NE556 için aynıdır ve hem one-shot hem de debounce uygulamalarının çalıştığı devredir.

Uygulamalı bir one-shot hesaplama tablosu

Uygulamalı bir one-shot tablosu, bir tasarımcının RC çiftini bir bakışta seçebilmesi için yaygın zamanlama değerlerini toplar. 10 milisaniyelik bir debounce için, 0.1 mikrofaradlık bir kapasitör ve 91 kilohmluk bir direnç yaklaşık 10 milisaniye verir; 100 milisaniyelik bir gecikme için, 1 mikrofaradlık bir kapasitör ve 91 kilohmluk bir direnç yaklaşık 100 milisaniye verir; 1 saniyelik bir darbe için, 10 mikrofaradlık bir kapasitör ve 91 kilohmluk bir direnç yaklaşık 1 saniye verir; ve 5 saniyelik bir darbe için, 10 mikrofaradlık bir kapasitör ve 470 kilohmluk bir direnç yaklaşık 5.2 saniye verir. Buradaki model 1.1 katsayısıdır: direnci uygun kilohm aralığına getirmek için kapasitörü seçin, çünkü bir megohm direnç gürültülüdür ve yüz ohmluk bir direnç deşarjı ve beslemeyi yükler; 91 kilohm veya 470 kilohm standart değerleri zamanlamayı pratik banda oturtur. Tablo, formülün hesapladığı hızlı referanstır ve formül, tabloyu herhangi bir değere genişleten araçtır; bu, 555 ve 556 tasarımcısının çalışma alışkanlığıdır.

Uygulamalı Astable Tasarımı: Frekans ve Duty Hesaplama

555 veya 556 ile bir astable osilatör tasarlamak, frekans ve duty değerini veren uygulamalı bir örnektir ve iki zamanlama denklemi ile başlar. Şarj süresi, iki direncin toplamı ile kapasitörün çarpımının 0.693 katıdır; deşarj süresi ise alt direnç ile kapasitörün çarpımının 0.693 katıdır. Periyot bu ikisinin toplamıdır ve frekans bunun tersidir. Yaklaşık bir kilohertzlik bir hedef belirleyin: 0.01 mikrofaradlık bir kapasitör seçin ve dirençleri, şarj ve deşarj sürelerinin toplamı bir milisaniye olacak şekilde belirleyin. Klasik bir seçim olan 4.7 kilohm'luk bir üst direnç ve 68 kilohm'luk bir alt direnç, yaklaşık 0.5 milisaniyelik bir şarj süresi için 72.7 kilohm üzerinden şarj olur ve yaklaşık 0.47 milisaniyelik bir deşarj süresi için 68 kilohm üzerinden deşarj olur; bu da yüzde 52'ye yakın bir duty ile bir kilohertz'in hemen üzerinde bir frekans için yaklaşık 0.97 milisaniyeye karşılık gelir. Duty, dirençlerin oranıyla belirlenir ve 555'in klasik astable yapısı tam olarak yüzde 50'ye ulaşamaz çünkü deşarj işlemi üst direnci devre dışı bırakır; bu nedenle tam yüzde 50 tasarımları, deşarj sırasında üst direnci baypas eden diyotu ekler ve simetrik bir kare dalgaya ihtiyaç duyan tasarımcılar diyotu veya takip eden bölücüyü kullanır.

Uygulamalı örnek aynı zamanda astable devresinin pratik sınırlarını da gösterir. Üst direnç çok küçük olmamalıdır, çünkü klasik parçadaki deşarj transistörü akımı onun üzerinden çeker ve küçük bir değer transistörü zorlar, bu nedenle 1 kilohm sınıfındaki bir seri direnç yaygın bir korumadır. Zamanlama doğruluğu, direnç ve kapasitör toleransları ile sıcaklıktan etkilenir; bu monostable ile aynı bütçedir ve eşik değerleri beslemeyi takip etse de RC mutlak olduğu için frekans besleme ile kayar, bu nedenle kararlı bir besleme frekansı sabit tutar. 555 üzerindeki astable, pinler aracılığıyla 556'nın her iki yarısına da eşlenir ve 556'nın iki yarısı, bir saat ve daha yavaş bir darbe olmak üzere iki bağımsız frekansı çalıştırabilir; bu, ikili yapının kolaylaştırdığı kaskad bağlantıdır. Uygulamalı astable, tekli ve ikili zamanlayıcı için aynı devredir ve bu ailenin çalıştırdığı flaşörlerin, tonların ve PWM sinyallerinin arkasındaki devredir.

Uygulamalı bir astable hesaplama tablosu

Uygulamalı bir astable tablosu, yaygın frekansları üreten RC çiftlerini gösterir. 1 hertz civarındaki yavaş bir flaşör için, 680 kilohm ve 6.8 kilohm'luk bir çift ile 10 mikrofaradlık bir kapasitör, 0.48 saniye civarında bir şarj süresi ve 0.047 saniye civarında bir deşarj süresi, 0.52 saniye civarında bir periyot, 1.9 hertz civarında bir frekans ve çoğunlukla kapalı kalan LED'e uygun uzun-yüksek bir duty sağlar. 1 kilohertz civarındaki bir ses tonu için, uygulamalı örnekteki 4.7 kilohm ve 68 kilohm'luk çift ile 0.01 mikrofaradlık kapasitör 1 kilohertz'in biraz üzerinde bir değer verir. 10 kilohertz civarındaki hızlı bir darbe için, 1 kilohm ve 68 kilohm'luk çift ile 0.001 mikrofaradlık bir kapasitör, 48 mikrosaniye civarında bir periyot ve anahtarlama ile hızlı flaşör için ses bandının ötesinde 21 kilohertz civarında bir frekans sağlar. Tablo, formülün hızlı hale getirilmiş halidir ve formül, herhangi bir frekansı hesaplayan araçtır; bu, 555 ve 556 osilatör tasarımcısının çalışma alışkanlığıdır.

Zamanlayıcı Çıkışından Yüklerin Sürülmesi

555 çıkışından yükleri sürmek, zamanlayıcı ile dış dünya arasındaki arayüzdür; akım kapasitesi ve yük tipi devreyi belirler. Klasik bipolar 555, tipik veri sayfası değerlerinde 200 miliamper sınıfında kaynak (source) ve çekme (sink) yapabilir; bu da LED'ler, küçük lambalar, lojik girişler ve hafif yükler için yeterlidir. CMOS varyantları ise onlu miliamper seviyelerinde çok daha az kaynak sağlar, bu nedenle yük incelemesi varyant ve veri sayfası ile başlar. Bir LED, akımı ayarlayan bir seri direnç üzerinden sürülür; direnç değeri, besleme voltajından LED ileri gerilim düşümünün çıkarılıp istenen akıma bölünmesiyle bulunur ve direnç hem LED'i hem de çıkışı korur. Bir röle veya solenoid, doğrudan sürmek yerine bir transistör veya Darlington aşaması üzerinden sürülür; çünkü bobin akım çeker ve kapanma anındaki flyback voltajı çıkışı zorlar; bobin üzerindeki flyback diyodu ise bu geri tepmeyi (kickback) sınırlar. Bir hoparlör veya buzzer, DC'yi dönüştürücüden uzak tutmak için AC kuplajlı bir seri kapasitör ve bir direnç üzerinden çıkıştan sürülür ki bu klasik ton devresidir. Çıkış yükü, ailenin mütevazı sürücü kapasitesinin hizmet ettiği arayüzdür ve tasarım, yükü bağlamadan önce akımı ve flyback etkisini değerlendirir.

Yük aynı zamanda zamanlama ile etkileşime girer; çünkü çıkıştaki ağır bir yük beslemeden akım çeker ve besleme sarkması eşik değerlerini ve zamanlamayı kaydırır. Bir lambayı veya röleyi doğrudan süren bir 555, anahtarlama kenarında beslemeyi aşağı çekebilir ve zamanlama kayabilir; bu nedenle besleme, VCC pinindeki dökme (bulk) ve seramik kapasitörlerle baypas edilir ve yük kendi dekuplajı ile hattan sürülür. Zamanlama beslemesini yük beslemesinden ayıran veya her ikisini de baypas eden tasarım, yük altında zamanlamayı kararlı tutar. Aynı disiplin, iki yarısı iki yükü süren 556 için de geçerlidir; baypas ve dekuplaj her iki zamanlayıcıya da hizmet eder, bu da çiftli paketin paylaşımlı besleme kolaylığı ve paylaşımlı besleme özenidir. Yük sürme, zamanlayıcı tasarımının arayüz yarısıdır; baypas ve dekuplaj ise yük altında zamanlamayı dürüst tutan disiplindir ve bu, astable ve monostable devrelerin çalışma bütünlüğüdür.

555 Zamanlayıcıyı Ölçme ve Sorun Giderme

Tezgah üzerinde 555 ölçümü yapmak, zamanlamanın formülle eşleştiğinin onayıdır ve kablolama hatalarını bulan adımdır. Çıkış pinini osiloskop ile inceleyin ve frekans ile duty değerini hesaplanan değerlere göre okuyun; monostable bir tek atımlık devre tek darbeyi ve genişliğini gösterir, astable bir devre ise çalışan kare dalgayı ve oranını gösterir; direnç ve kapasitör toleransı dahilindeki ölçüm devreyi doğrular. Şarj rampasını ve karşılaştırıcı noktalarını görmek için threshold ve trigger pinlerini inceleyin; bu, zamanlamayı görsel olarak öğretir ve şarj olmayan bir kapasitörü bulur; ayrıca yükün veya eksik bypass bileşeninin enjekte ettiği dalgalanma (ripple) için beslemeyi inceleyin. Ölçümler tasarım değerlerinin yanına kaydedilir ve bu kayıt, zamanlayıcı bloğunun tasarlandığı gibi çalıştığının kanıtıdır; bu, serinin inşa ettiği her devreye uyguladığı disiplinin aynısıdır.

555 için sorun giderme listesi kısa ve tutarlıdır; yeni bir kartı durduran hataları kapsar. Eğer çıkış yüksek seviyede kalıyor ve hiç darbe üretmiyorsa, monostable devreyi başlatmak için beslemenin üçte birinin altına çekilmesi gereken trigger pinini ve yüksek tutulması gereken reset pinini kontrol edin; çünkü reset düşük-aktif (active-low) çalışır ve boşta kalan (floating) bir reset pini parçayı kilitli tutabilir. Eğer çıkış düşük seviyede kalıyor ve hiç salınım yapmıyorsa, RC yolunu, beslemeden threshold ve discharge pinlerine bağlı direnci ve toprağa giden kapasitörü kontrol edin; ayrıca toprağa 0.01-mikrofarad bypass kapasitörü taşıması gereken control pinini kontrol edin, çünkü control pini üçte iki referansını belirler ve gürültülü bir control pini zamanlamayı bozar. Zamanlama hatalıysa, bileşen toleranslarını ve besleme kararlılığını okuyun; eğer çıkışta sıçramalar (glitch) varsa veya beslemede dalgalanma oluyorsa, VCC pinine 0.1-mikrofarad ve 10-mikrofarad bypass ekleyin. Sorun giderme listesi, tasarımın pratik tamamlayıcısıdır ve bir tasarımcının her 555 veya 556 bloğunun ilk kartı için, hem tekli zamanlayıcıda hem de ikilinin her bir yarısında tuttuğu kontrol listesidir.

NE555 vs NE556: Eşdeğerler ve Değişimler

NE555 vs NE556 karşılaştırmasının değişim perspektifi, her iki seçeneğin de açtığı tedarik imkanlarıdır ve her iki parça için de aynı bakış açısı geçerlidir. NE555, her tedarikçinin ve birçok parçanın yeniden ürettiği 8-pinli yerleşime sahip ailede yer alır; NE556 ise aynı alanın hizmet ettiği 14-pinli ikili yerleşime sahip ailede yer alır, bu nedenle her iki tasarım da derin, pin-uyumlu bir değişim pazarına sahiptir. Değişim kalifikasyonu, herhangi bir ikame ile aynı disiplini yürütür: paketi ve pin dizilimini (555 için DIP-8 veya SOIC-8 ve 556 için DIP-14 veya SOIC-14) doğrulayın, besleme aralığını ve çıkış sürücü gücünü doğrulayın, zamanlama davranışını doğrulayın ve yedek parçayı kart üzerinde sıcaklık aralığı boyunca test edin. Değişim pin-uyumludur çünkü yerleşimler standartlaştırılmıştır ve tedarik derindir çünkü aile eski ve geniştir; bu kombinasyon, zamanlayıcı karşılaştırmasını tedarik zinciri dostu yapar.

Karşılaştırma ayrıca her iki parçanın yanında yer alan CMOS zamanlayıcı ailesine de değinir; çünkü TLC555, ICM7555 ve CMOS 555 varyantları, bipolar NE555 ve NE556'nın yapamadığı düşük akım ve geniş besleme raylarına hizmet eder. Düşük beslemede veya mikroamper çalışma akımında bir zamanlayıcıya ihtiyaç duyan bir pil tasarımı CMOS parçayı değerlendirir; klasik bipolar sürücüye ihtiyaç duyan bir tasarım ise NE555 veya NE556'yı değerlendirir ve ikisinin karşılaştırması, iki zamanlayıcı ailesi arasındaki köprüdür. NE555 vs NE556 karşılaştırmasını bu şekilde okuyan bir tasarımcı; sayıya, pakete ve uygulamaya göre tekli zamanlayıcıyı veya ikili zamanlayıcıyı seçer ve bu seçim, hem şemanın hem de kartın kabul ettiği çalışma yanıtıdır.