Časovač 555

Ačkoli se tento malý nenápadný integrovaný obvod vyrábí již více jak 30 let stále nalézá uplatnění v mnoha konstrukcích, ve kterých má své nezastupitelné místo. Zapojení s ním jsou jednoduchá, nevyžadují žádné speciální součástky a oživení konstrukce nečiní problém ani začátečníkům. Díky těmto přednostem je stále oblíbený, a proto neuškodí podrobnější seznámení s jeho funkcí.

Časovač se vyrabí ve dvou provedeních, klasickém a CMOS (a samozřejmě, že také pro povrchovou montáž), ve druhém provedení existuje ještě dvojitý časovač pod označením 556. Jednoduchá verze se vyrábí v pozdře DIL8 (na obrázku lvevo), výody jsou číslovány stejným způsobem jako u jiných Io.

K napajení obvodu slouží vývody 1 a 8, na 8 se připojuje kladný pól napajení, na 1 záporný. Výhodou je, že stačí nesymetrický zdroj. U klasické verze by se mělo napajecí napětí pohybovat v intervalu od 4,5 V do 18 V, verze CMOS se spokojí i s nižším. Vývod 3 slouží jako výstup, díky vnitřnímu zesilovači dokáže dodat proud až 200 mA. K zablokování funkce obvodu slouží vývod 4, jeho připojením na záporný pól napájení se činnost obvodu přeruší. Nebude-li této vlastnosti potřeba, nechává se trvale připojen na napájecí napětí. Napěťový dělič složený ze tří rezistorů o stejném odporu rozděluje napětí na třetiny, na vývodu 5 se tedy nachází 2/3 napájecího napětí, je dobrým zvykem, není-li využita možnost změny poměru napětí, připojit tento vývod přec kondenzátor 10 nF na zem, u CMOS verze je to dokonce nutnost.

K ovládání RS klopného obvodu (RSKO) nepřímo slouží vývody 2 a 6, jejich napěťové urovně jsou porovnávány komparátory s 1/3 a 2/3 napájecího napětí (Vcc). Klesne-li napětí na vstupu 2 pod 1/3 Vcc přepne se RSKO do log. H (napětí alespoň 2,5 V). A naopak – přesáhne-li napětí na vstupu 6, označevaném jako práh, 2/3 Vcc RSKO se dostane do log. L (napětí 0 V). Zároveň se otevře tranzistor a na vývod 7 (vybíjení) se dostane záporné napájení. Toho se nejčastěji využívá právě k vybití kondenzátoru.

Vnitřní zapojení časovače

Zapojení s 555 je nepřeberné množství, ale jedná se prakticky o obmněny dvou základních zapojení.

Astabilní klopný obvod

Časovač 555 v tomto zapojení pracuje jako multivibrátor – generuje pravidelné kmity obdélníkového průběhu.

Po připojení napájecího napětí se začne kondenzátor C nabíjet přes rezistory R1 a R2, během tohoto procesu je na výstupu (3) Log. L (zesilovač invertuje signál z RSKO). Spojené vstupy 2 a 6, kontrolují napětí na kondenzátoru C, jakmile dosáhne 2/3 Vcc, RSKO se překlopí a na vývodu vybíjení (7) se objeví nulové napětí. Kondenzátor se začne přes R2 vybíjet až do doby, kdy jeho napětí dosáhne 1/3 Vcc, v ten okamžik se opět překlopí RSKO a kondenzátor se znovu nabíjí přes R1 a R2. Celý děj se opakuje dokud je přítomno napájecí napětí.

Střída výstupního signálu není 1:1 neboť se kondenzátor nabíjí přes R1 i R2, ale vybíjí se jen přes R2.

Výsledný kmitočet je vyjádřen následujícím vztahem:

Monostabilní klopný obvod

Zapojení se nachází v klidu, RSKO má úroveň. L, tranzistor je tedy otevřený a přes vývod 7 zkratuje kondenzátor, který se tak nemůže nabíjet. Až spouštěcí impulz v podobě spojení vývodu 2 se zemí překlopí RSKO a kondenzátor C se začne přes rezistor R nabíjet. Jakmile dosáhne napětí na kondenzátoru 2/3 Vcc RSKO se opět překlopí a kondenzátor se vybije. V tomto stavu setrvává obvod až do dalšího spouštěcího impulsu.

Doba nabíjení kondenzátoru, tedy doba, po jakou je na výstupu Log. L je opět vyjádřena vztahem:

T = 1,1 × R × C

Zdroj: