Chip Kecil Terbesar: Pengantar Timer 555 Serbaguna - 💡 Fix My Ideas

Chip Kecil Terbesar: Pengantar Timer 555 Serbaguna

Chip Kecil Terbesar: Pengantar Timer 555 Serbaguna


Penulis: Ethan Holmes, 2019

Kembali pada tahun 1970, ketika hampir setengah lusin bibit perusahaan telah berakar di tanah subur Lembah Silikon, sebuah perusahaan bernama Signetics membeli sebuah ide dari seorang insinyur bernama Hans Camenzind. Itu bukan konsep terobosan, hanya 23 transistor dan banyak resistor yang akan berfungsi sebagai timer yang dapat diprogram. Pengatur waktu akan fleksibel, stabil, dan sederhana, tetapi nilai-nilai ini memucat dibandingkan dengan nilai jual utamanya. Menggunakan teknologi yang muncul dari sirkuit terpadu, Signetics dapat mereproduksi semuanya pada chip silikon.

Ini mensyaratkan beberapa pekerjaan tangan. Camenzind menghabiskan berminggu-minggu menggunakan meja peregangan dan pisau X-Acto yang dipasang khusus untuk mencoret-coret sirkuitnya menjadi lembaran plastik besar. Signetics kemudian mengurangi gambar ini secara fotografis, mengukirnya menjadi wafer kecil, dan menyematkan masing-masing wafer dalam plastik plastik hitam setengah inci dengan nomor produk dicetak di atasnya. Jadi, timer 555 lahir.

Itu ternyata menjadi chip paling sukses dalam sejarah, baik dalam jumlah unit yang terjual (puluhan miliar, dan terus bertambah) dan umur panjang desainnya (tidak berubah dalam hampir 40 tahun). 555 telah digunakan di mana-mana dari mainan hingga pesawat ruang angkasa. Itu dapat membuat lampu berkedip, mengaktifkan sistem alarm, menempatkan spasi di antara bip, dan membuat bip itu sendiri. Hari ini, Anda dapat membeli satu chip online sekitar 25 sen.

Untuk proyek pengantar yang dijelaskan di bawah ini, Anda dapat menggunakan 555CN, Fairchild LM555CN atau KA555, Texas Instruments NE555P, atau STMicroelectronics NE555N. Merek tidak ada bedanya. Masing-masing pabrikan menawarkan versi CMOS (Metal-Oxide Semiconductor) gratis, versi ganda, dan versi permukaan-mount selain chip gaya lama yang berdiri di atas delapan kaki logam yang berjarak 1/10 ″ terpisah. Karena berbagai alasan, Anda harus menggunakan versi gaya lama.

Pertama, saya akan menunjukkan bagaimana 555 dapat menyalakan dan mematikan LED. Lalu saya akan mengadaptasinya untuk menghasilkan nada musik, dan akhirnya saya akan menghubungkan tiga 555 untuk membuat gadget yang dapat Anda gunakan untuk memaksakan batas waktu dalam permainan non-video seperti catur atau Scrabble. Pada akhir interval yang telah ditentukan, timer akan mengeluarkan suara erangan untuk memberi tahu pesaing yang terlambat bahwa waktunya habis dan gilirannya telah berakhir.

Penguasa di latar belakang dikalibrasi dalam enam belas inci.

Ubah 555 Chip menjadi Noisemaker

Gambar 1 menunjukkan chip 555 yang terlihat dari atas, dengan pinnya teridentifikasi. Tanda melingkar yang dicap di tubuhnya bersebelahan dengan Pin 1. Gambar 2 menunjukkan sirkuit dasar cahaya yang menggunakan mode astable dari 555, yang berarti bahwa output pada Pin 3 berputar ke sana kemari antara positif dan negatif selama daya dihidupkan. Waktu siklus ditentukan oleh kapasitor dan dua resistor. Kapasitor memiliki kapasitas penyimpanan listrik (karena itu namanya), sementara resistor mengurangi aliran listrik. Jika Anda meletakkan resistor secara berurutan dengan kapasitor, resistor memperlambat waktu pengisian dan pengosongan kapasitor, sehingga menawarkan cara sederhana untuk menggunakan listrik untuk mengukur waktu.

Ketika Anda menutup saklar S1 di sirkuit, arus mengalir melalui R1 dan R2 dan secara bertahap mulai mengisi kapasitor C1. IC1 (timer 555) memonitor proses ini. Ketika C1 memperoleh 2/3 dari tegangan positif yang menghidupkan sirkuit, 555 membalikkan outputnya pada Pin 3 dari positif ke negatif dan memaksa C1 untuk melepaskan diri melalui R2. Ketika muatan pada C1 berkurang dari 2/3 ke 1/3, chip membalik kembali ke keadaan semula, mengatur ulang outputnya dari negatif ke positif, dan mengulangi siklus.

Menggunakan kapasitor 0,1 mikrofarad (μF) untuk C1, resistor 120 kilohm (kΩ) untuk R1, dan resistor 1 megohm (MΩ) untuk R2, LED berkedip sekitar 5 kali setiap detik. (Komponen lain dalam rangkaian tidak berpengaruh pada timing: R3 melindungi LED dari arus berlebih, sementara C2 melindungi timer 555 dari gangguan elektronik acak.)

Beginilah tampilan sirkuit LED-flasher pada Gambar 2, menggunakan komponen yang dicolokkan ke papan tempat memotong roti.

Misalkan Anda menggunakan kapasitor 1μF bukan kapasitor 0,1μF sebagai C1. Sekarang setiap siklus berlangsung 10 kali lebih lama. Sebaliknya, jika Anda menggunakan kapasitor 0,01μF untuk C1, siklusnya 1/10 lebih lama. Anda juga dapat mengubah waktu dengan menyesuaikan nilai-nilai resistor. Nilai R1 + R2 mempengaruhi siklus "on", sementara R2 sendiri menentukan siklus "off".

Dengan resistansi tinggi dan kapasitor kecil, 555 akan berputar dengan sangat cepat - cukup cepat bagi nadi untuk membuat suara musik melalui pengeras suara. Gambar 3 menunjukkan versi sirkuit yang dimodifikasi. LED dan resistor seri telah diganti dengan resistor, kapasitor C3, dan L1 yang berbeda, sebuah loudspeaker miniatur RadioShack 1 1. (Catatan: Anda tidak dapat menggerakkan loudspeaker ukuran penuh dengan timer 555 kecuali jika Anda menambahkan amplifier.) Pastikan Anda memperbarui nilai R1, R2, dan C1, yang telah diubah untuk membuat 555 berjalan lebih cepat. Sekarang ketika Anda menghubungkan daya, Anda akan mendengar dengung bernada rendah.

Tambahkan Second 555 untuk Memicu Noisemaker untuk Interval Tetap

Kami memiliki pembuat kebisingan; sekarang kita perlu memicunya untuk interval yang tetap. Ini dapat dilakukan dengan kabel 555 kedua dalam mode monostable, artinya hanya memancarkan satu pulsa. Gambar 4 menunjukkan itu ditambahkan ke sirkuit. S2 adalah tombol, meskipun Anda dapat berimprovisasi hanya dengan menyentuh 2 kabel bersamaan. Ketika ini terjadi, IC2 memancarkan satu pulsa yang berlangsung sekitar 1 detik. Ini menerangi D2, sebuah LED, untuk memberikan konfirmasi visual. Denyut nadi juga melewati D1, dioda sinyal, dan mengaktifkan IC1, yang membuat suara seperti sebelumnya, kecuali bahwa C4 memperpanjang itu dan menyebabkannya berkurang dalam frekuensi, menciptakan efek mengerang.

Pastikan versi sirkuit ini berfungsi sebelum Anda melanjutkan.

Tambahkan Third 555 ke Time the Wait Period

Kami memiliki pembuat kebisingan yang dapat dipicu untuk interval tetap; sekarang kita perlu mengukur interval waktu sebelum suara terjadi. Timer 555 ketiga dapat memaksakan periode tunggu ini, jika kita menyesuaikannya dengan resistor bernilai lebih tinggi dan kapasitor yang lebih besar.

Pada Gambar 5, C7 dibebankan melalui P1, potensiometer (resistor variabel). Anda dapat "menyetel" P1 untuk menyesuaikan interval menunggu, dan meningkatkan nilai C7 untuk membuat interval lebih lama. Pada akhir interval, output pada Pin 3 menjadi negatif. Ini terhubung dengan pin pemicu IC2 dan menyuruhnya memancarkan pulsa singkatnya, yang memberi tahu IC1 untuk mengeluarkan suaranya.

Versi kehidupan nyata dari sirkuit pada Gambar 5. Chip teratas mengukur interval waktu (menggunakan resistor tetap yang telah diganti dengan potensiometer P1). LED merah berkedip pada saat yang sama ketika suara dihasilkan melalui loudspeaker 1 ((di sebelah kiri chip).

Perhatikan bahwa S2 telah dipindahkan sehingga mengontrol IC3. Ketika Anda menggunakan sirkuit untuk memaksakan batas waktu selama pertandingan, tekan S2 di awal giliran setiap orang.

Jadi sirkuit tidak akan mengeluarkan suara kasar jika pemain bergerak dalam waktu yang diizinkan, tombol batal-reset, S3, telah ditambahkan. Anda menekan tombol ini ketika seorang pemain bergerak. "NC" di sebelahnya memberi tahu Anda bahwa ini adalah tombol yang biasanya tertutup. Anda masih memerlukan sakelar daya, S1, untuk memutuskan sambungan catu daya Anda ketika gadget tidak digunakan.

Apa berikutnya?

Anda dapat mengganti komponen lain sebagai pengganti resistor waktu untuk membuat 555 berperilaku dengan cara yang menarik. Pada Gambar 3, jika Anda menggunakan termistor atau photoresistor alih-alih R2, Anda dapat mengontrol frekuensi audio dengan panas atau cahaya. Sebuah photoresistor dan 555 dalam mode monostable dapat berfungsi sebagai pendeteksi gerakan. Cari makezine.com untuk "555" atau lihat Doctronics untuk ide proyek yang lebih banyak lagi.

Hans Camenzind tidak pernah membayangkan bahwa timer-nya akan menjadi utilitas universal. Dia sekarang berpikir desain internal 555 tidak terlalu elegan dan seharusnya diberikan makeover beberapa dekade yang lalu. Keanggunan dalam desain bisa menjadi masalah besar bagi para insinyur, tetapi bagi pengguna akhir, utilitas biasanya lebih penting. The 555 sederhana, akurat, dan kuat, mentolerir berbagai catu daya dan mampu mendorong tidak hanya LED dan pengeras suara tetapi juga relay dan bahkan motor kecil.

Untuk 25 sen, itu lebih dari cukup.



Anda Mungkin Tertarik

Trippy Arduino-Powered Plant Melatih Otak Anda - Seni

Trippy Arduino-Powered Plant Melatih Otak Anda - Seni


Pilihan Pita Biru Editor dari World Maker Faire

Pilihan Pita Biru Editor dari World Maker Faire


Dek untuk Trik Kartu Sulap Yang Dapat Anda Buat Sendiri

Dek untuk Trik Kartu Sulap Yang Dapat Anda Buat Sendiri


BAGAIMANA CARA memutar video di iPod (dengan video)

BAGAIMANA CARA memutar video di iPod (dengan video)






Recent Posts