IC 555

Tìm hiểu IC 555

Chức năng các chân LM555:

- Chân số 1(GND): cho nối mase để lấy dòng cấp cho IC

- Chân số 2(TRIGGER): ngõ vào của 1 tần so áp, mạch so áp dụng các transistor PNP. Mức áp chuẩn là 2*Vcc/3.

- Chân số 3(OUTPUT): Ngõ ra trạng thái ngõ ra chỉ xác định theo mức điện áp cao (gần bằng mức áp chân 8) và thấp (gần bằng mức áp chân 1)

- Chân số 4(RESET): dùng lập định mức trạng thái ra. Khi chân số 4 nối masse thì ngõ ra ở mức thấp. Còn khi chân 4 nối vào mức áp cao thì trạng thái ngõ ra tùy theo mức áp trên chân 2 và 6.

- Chân số 5(CONTROL VOLTAGE): dùng làm thay đổi mức áp chuẩn trong IC 555 theo các mức biến áp ngoài hay dùng các điện trở ngoài cho nối mase. Tuy nhiên trong hầu hết các mạch ứngdụng chân số 5 nối masse qua 1 tụ từ 0.01uFà 0.1uF, các tụ cótác dụng lọc bỏ nhiễu giữ cho mức áp chuẩn ổn định.

- Chân số 6(THRESHOLD) : là ngõ vào của 1 tầng so áp khác mạch so sánh dùng các transistor NPN .mức chuẩn là Vcc/3

- Chân số 7(DISCHAGER) : có thể xem như 1 khóa điện và chịu điều khiển bỡi tầng logic .khi chân 3 ở mức áp thấp thì khóa này đóng lại.ngược lại thì nó mở ra. Chân 7 tự nạp xả điện cho 1 mạchR-C lúc IC 555 dùng như 1 tầng dao động .

- Chân số 8 (Vcc): cấp nguồn nuôi Vcc để cấp điện cho IC.Nguồn nuôi cấp cho IC 555 trong khoảng từ +5và +15v và mức tối đa là +18v

2. Cấu tạo bên trong của IC LM 555

Cấu tạo bên trong của IC 555

Về bản chất thì IC 555 là 1 bộ mạch kết hợp giữa 2 con Opamp , 3 điện trở , 1 con transistor, và 1 bộ Fipflop(ở đây dùng FFRS )

- 2 OP-amp có tác dụng so sánh điện áp

- Transistor để xả điện.

- Bên trong gồm 3 điện trở mắc nối tiếp chia điện áp VCC thành3 phần. Cấu tạo này tạo nên điện áp chuẩn. Điện áp 1/3 VCC nối vào chân dương của Op-amp 1 và điện áp 2/3 VCC nối vào chân âm của Op-amp 2. Khi điện áp ở chân 2 nhỏ hơn 1/3VCC, chân S = [1] và FF được kích. Khi điện áp ở chân 6 lớn hơn 2/3 VCC, chân R của FF = [1] và FF được reset

Nguyên lý hoạt động của IC LM 555

Nguyên lý hoạt động của IC 555

-Ký hiệu 0 là mức thấp (L) bằng 0V, 1 là mức cao (H) gần bằng VCC. Mạch FF là loại RS Flip-flop,

-Khi S = [1] thì Q = [1] và Q-= [ 0].

-Sau đó, khi S = [0] thì Q = [1] và Q-= [0].

-Khi R = [1] thìQ- = [1] và Q = [0].

-Tóm lại, khi S = [1] thì Q = [1] và khi R = [1] thì Q = [0] bởi vì Q- = [1], transisitor mở dẫn, cực C nối đất. Cho nên điện áp không nạp vào tụ C, điện áp ở chân 6 không vượt quá V2. Do lối ra của Op-amp 2 ở mức 0, FF không reset.

-Khi mới đóng mạch, tụ C nạp qua Ra, Rb, với thời hằng (Ra+Rb)C.

* Tụ C nạp từ điện Áp 0V -> Vcc/3:

- Lúc này V+1(V+ của Opamp1) > V-1. Do đó O1 (ngõ ra của Opamp1) có mức logic 1(H).

- V+2 < V-2 (V-2 = 2Vcc/3) . Do đó O2 = 0(L).

- R = 0, S = 1 --> Q = 1, /Q (Q đảo) = 0.

- Q = 1 --> Ngõ ra = 1.

- /Q = 0 --> Transistor hồi tiếp không dẫn.

* Tụ C tiếp tụ nạp từ điện áp Vcc/3 -> 2Vcc/3:

- Lúc này, V+1 < V-1. Do đó O1 = 0.

- V+2 < V-2. Do đó O2 = 0.

- R = 0, S = 0 --> Q, /Q sẽ giứ trạng thái trước đó (Q=1, /Q=0).

- Transistor vẫn ko dẫn

* Tụ C nạp qua ngưỡng 2Vcc/3:

- Lúc này, V+1 < V-1. Do đó O1 = 0.

- V+2 > V-2. Do đó O2 = 1.

- R = 1, S = 0 --> Q=0, /Q = 1.

- Q = 0 --> Ngõ ra đảo trạng thái = 0.

- /Q = 1 --> Transistor dẫn, điện áp trên chân 7 xuống 0V

- Tụ C xả qua Rb. Với thời hằng Rb.C

- Điện áp trên tụ C giảm xuống do tụ C xả, làm cho điện áp tụ C nhảy xuống dưới 2Vcc/3.4

* Tụ C tiếp tục "XẢ" từ điện áp 2Vcc/3 --> Vcc/3:

- Lúc này, V+1 < V-1. Do đó O1 = 0.

- V+2 < V-2. Do đó O2 = 0.

- R = 0, S = 0 --> Q, /Q sẽ giứ trạng thái trước đó (Q=0, /Q=1).

- Transistor vẫn dẫn

- Lúc này V+1 > V-1. Do đó O1 = 1.

- V+2 < V-2 (V-2 = 2Vcc/3) . Do đó O2 = 0.

- R = 0, S = 1 --> Q = 1, /Q (Q đảo) = 0.

- Q = 1 --> Ngõ ra = 1.

- /Q = 0 --> Transistor không dẫn -> chân 7 không = 0V nữa và tụ C lại được nạp điện với điện áp ban đầu là Vcc/3.

* Quá trình lại lặp lại.

Kết quả: Ngõ ra OUT có tín hiệu dao động dạng sóng vuông, có chu kỳ ổn định

Nhận xét:

-Vậy, trong quá trình hoạt động bình thường của 555, điện áp trên tụ C chỉ dao động quanh điện áp Vcc/3 -> 2Vcc/3.

- Khi nạp điện, tụ C nạp điện với điện áp ban đầu là Vcc/3, và kết thúc nạp ở thời điểm điện áp trên C bằng 2Vcc/3.Nạp điện với thời hằng là (Ra+Rb)C.

- Khi xả điện, tụ C xả điện với điện áp ban đầu là 2Vcc/3, và kết thúc xả ở thời điểm điện áp trên C bằng Vcc/3. Xả điện với thời hằng là Rb.C.

- Thời gian mức 1 ở ngõ ra chính là thời gian nạp điện, mức 0 là xả điện.

Read More

IC 555

Mạch dao động với IC 555

Mở đầu về ứng dụng IC 555 để tạo xung

Đã có một bài viết giới thiệu với bạn về con IC 555 qua bài viết đó thì bạn đã hiểu về cấu tạo bên trong ở mức sử dụng được nó. Và bài viết này sẽ giới thiệu với bạn một trong các ứng dụng của nó là dùng IC 555 để tạo xung.

Tóm tắt nội dung:

1.      Mạch dao động là gì?

2.      Mạch dao động tạo xung vuông

3.      Lý do chọn mạch tạo xung vuông sử dụng IC NE555

4.      Nguyên lý hoạt động

5.      Video hướng dẫn cách thực hiện

Mạch dạo động là gì?

Mạch dao động thì cũng là một mạch điện như mọi mạch điện khác nhưng nó sử dụng các linh kiện để phát ra tín hiệu xung dao động cụ thể. Có nhiều dạng tín hiệu xung được phát ra từ mạch dao động, như xung sine , xung vuông , xung tam giác, hoặc là một dạng khó hơn như là xung hàm mũ hay hàm log.... Bạn hay gặp và học nhiều là xung since như là điện bạn được cung cấp để sử dụng trong nhà là xung since 220V. Xung vuông, tam giác,... thì có thể bạn ít gặp hơn. Ví dụ như các bảng hiệu nhấp nháy ngoài đường vào ban đêm ấy, khi có dòng điện chạy qua thì đèn sáng, ngắt dòng điện thì đèn tắt, nó được cung cấp một xung vuông đấy.

Mạch dao động tạo xung vuông:

Có nhiều cách thiết kế mạch để tạo xung vuông như thiết kế mạch dùng Transistor , thiết kế mạch dùng Opamp..

Lý do chọn mạch tạo xung vuông sử dụng IC NE555

Để tạo được xung vuông ta chỉ cần IC 555 và 1 số linh kiện phổ biến như R,C. 

- IC NE555 N rất phổ biến ,dễ tìm. Và giá thành cũng rẻ nữa. Lỡ có sơ xuất bị cháy vài lần cũng không sao.

- Mạch tạo xung dùng IC này rất dễ làm, dễ giải thích, dễ hiểu nguyên lý làm việc của nó. Thích hợp cho các bạn mới học cũng như ứng dụng thực tế tốt.

Nguyên lý hoạt động

Mạch dao động sử dụng IC 555

Để hiểu hơn về nguyên lý hoạt động, bạn cần phải xem lại bài viết về IC 555 để hiểu cấu tạo bên trong nó thật  rõ ràng từ đó có thể hiểu, vận dụng chính xác là linh hoạt các mạch được tạo ra từ nó.

Giải thích: Ký hiệu 0 là mức thấp (L) bằng 0V, 1 là mức cao(H) gần bằng VCC. Mạch FF là loại RS Flip-flop (Bạn nào chưa nắm kỹ phần flip-flop thì xem lại)

Khi S = 1 thì Q = 1 và /Q =  0 (/Q kí hiệu cho hay Q đảo). Sau đó, khi S = 0 thì Q = 1 và /Q = 0. Khi R = 1 thì /Q = 1 và Q = 0.
Tóm lại, khi S = 1 thì Q = 1 và khi R = 1 thì Q = 0 bởi vì /Q = 1, transisitor mở dẫn, cực C nối đất. Cho nên điện áp không nạp vào tụ C, điện áp ở chân 6 không vượt quá V2. Do lối ra của Op-amp 2 ở mức 0, FF không reset.Khi mới đóng mạch, tụ C nạp qua Ra, Rb, với thời hằng (Ra+Rb)C.

* Tụ C nạp từ điện Áp 0V -> Vcc/3:

- Lúc này V+1(V+ của Opamp1) > V-1. Do đó O1 (ngõ ra của Opamp1) có mức logic 1(H).

- V+2 < V-2 (V-2 = 2Vcc/3) .  Do đó O2 = 0(L).

- R = 0, S = 1 --> Q = 1, /Q (Q đảo) = 0.

- Q = 1 --> Ngõ ra = 1.

- /Q = 0 --> Transistor hồi tiếp không dẫn.

* Tụ C tiếp tụ nạp từ điện áp Vcc/3 -> 2Vcc/3:

- Lúc này, V+1 < V-1. Do đó O1 = 0.- V+2 < V-2. Do đó O2 = 0.

- R = 0, S = 0 --> Q, /Q sẽ giữ trạng thái trước đó (Q=1, /Q=0).

- Transistor vẫn ko dẫn !

* Tụ C nạp qua ngưỡng 2Vcc/3:

- Lúc này, V+1 < V-1. Do đó O1 = 0.

- V+2 > V-2. Do đó O2 = 1.

- R = 1, S = 0 --> Q=0, /Q = 1.

- Q = 0 --> Ngõ ra đảo trạng thái = 0.

- /Q = 1 --> Transistor dẫn, điện áp trên chân 7 xuống 0V !

- Tụ C xả qua Rb. Với thời hằng Rb.C

- Điện áp trên tụ C giảm xuống do tụ C xả, làm cho điện áp tụ C nhảy xuống dưới 2Vcc/3.

* Tụ C tiếp tục "XẢ" từ điện áp 2Vcc/3 --> Vcc/3:

- Lúc này, V+1 < V-1. Do đó O1 = 0.

- V+2 < V-2. Do đó O2 = 0.

- R = 0, S = 0 --> Q, /Q sẽ giứ trạng thái trước đó (Q=0, /Q=1).

- Transistor vẫn dẫn !* Tụ C xả qua ngưỡng Vcc/3:

- Lúc này V+1 > V-1. Do đó O1 = 1.

- V+2 < V-2 (V-2 = 2Vcc/3) . Do đó O2 = 0.

- R = 0, S = 1 --> Q = 1, /Q (Q đảo) = 0.

- Q = 1 --> Ngõ ra = 1.

- /Q = 0 --> Transistor không dẫn -> chân 7 không = 0V nữa và tụ C lại được nạp điện với điện áp ban đầu là Vcc/3.

Kết quả: Ngõ ra out có dạng sóng vuông chu kỳ ổn định

Read More

Hướng dẫn tạo xung

Hướng dẫn tạo xung vuông

Khi hoàn thành một mạch điện, nhiều khi Bạn cần có nguồn tín hiệu để đưa vào thử mạch, hoặc bạn cần nguồn xung CLOCK để đưa vào các mạch IC số. Nếu Bạn cần có nguồn tín hiệu dạng xung, Bạn có thể dùng ic 555 để tạo ra các dạng tín hiệu này.

Mạch tạo xung vuông dùng IC 555

Trong mạch trên ta có:

- Mạch định tần số của xung phụ thuộc vào trị các điện trở RV1, R1, R2 và các tụ C1, C2. Vậy khi Bạn dùng tụ nhỏ C2, Bạn sẽ tạo ra tín hiệu dạng xung có tần số cao, lúc này biến trở RV1 dùng để chỉnh chọn tần. Khi Bạn đổi qua dùng tụ hóa C1 có trị điện dung lớn hơn, Bạn sẽ tạo ra xung có tần số thấp hơn, và cũng chỉnh tần với biến trở RV1.

- Xung ra lấy trên chân số 3. Khi chân 3 ở mức áp thấp, 0V, thì Led xanh D1 sáng và khi chân 3 ở mức áp cao gần bằng 12V thì Led đỏ D2 sáng. Điện trở R3, R4 dùng để hạn dòng làm việc của các Led, Bạn nhớ không để dòng qua Led quá lớn dễ làm hư Led. Xung ra trên chân 3 là dạng xung vuông với bờ lên và bờ xuống rất thẳng, dùng dạng xung này kích thích các mạch số là rất tốt.

- Xung lấy ra trên chân 2 và 6 có dạng răng cưa, khi chân 7 ở lúc hở masse, thì tụ C1 hay tụ C2 sẽ nạp điện nguồn, dòng nạp qua RV1, R1, R2, mức áp trên chân 2, 6 tăng dần lên, khi mức áp này bằng 2/3 mức nguồn thì chân 7 sẽ cho nối masse, lúc này tụ C1, hay C2 sẽ cho xả điện, dòng xả qua R2. Vậy công dụng của R2 là hạn chế không để dòng xả quá lớn sẽ làm hư ic 555, và khi mức áp trên chân 2, 6 xuống bằng 1/3 mức áp nguồn thì chân 7 lại hở masse, tụ lại chuyển qua thời kỳ nạp điện…. Để tín hiệu ra có dạng xung vuông với hệ số duty = 50%, Bạn lấy trị R2 đủ nhỏ so với trị của RV1 + R1.

- Công thức tính tần số và chu kỳ:

ln2=0.693
T=0.693*(R1+2R2)*C
f=1/T
Tn=0.693*(R1+R2)*C
Tx=0.693*R2*C
T=Tn+Tx

Ghi chú: Khi lấy xung răng cưa trên chân 2, 6 để làm tín hiệu thử mạch, Bạn phải chú ý đến ảnh hưởng của mạch ngoài lên mạch định tần với RV1, R1, R2 và các tụ C1, C2, nội trở của mạch ngoài sẽ làm thay đổi tần số của tín hiệu, cách hay nhất là Bạn dùng thêm tầng khuếch đại đệm để cách ly trở kháng của mạch thử với mạch định tần của ic 555.

Tư liệu nói về các cách dùng ic 555 đã được tôi đề cập rất nhiều trong các bài viết trước đây. Nếu muốn hiểu rõ hơn về ic 555, Bạn hãy tìm đọc lại các bài viết này.

Mọi thắc mắc vui lòng liên hệ qua:
Facebook: RiD HaUI
Gmail: dienturid@gmail.com

Read More