El circuit integrat 555 és un dels xips més famosos que trobarà s entre els components electrònics. Pot presentar-se de diverses maneres, com NE555, NE555C, LMC555, TLC555, uA555, MC1455, LM555, etc. El motiu que sigui un dels més populars és la seva versatilitat, i la quantitat d'aplicacions per a les quals es pot fer servir com podrà s comprovar aquÃ.
En aquesta guia podràs aprendre tot el necessari sobre aquest xip, a més de com fer-lo servir en els teus futurs projectes, recomanacions per comprar-lo barat, etc.
Què és el NE555?
El NE555, o simplement 555, és un CI que s'utilitza per generar polsos, oscil·lacions o com a temporitzador. Per tant, es pot fer servir com un oscil·lador, per generar retards, etc. Generalment el pots trobar a diversos encapsulats, encara que el més comú és el DIP de 8 pins o patilles (hi ha variants de 14 pins), encara que també pot estar en un encapsulat circular metà l·lic i fins i tot en SMD per a muntatge superficial.
També és possible trobar versions del NE555 de baix consum, i fins i tot versions dobles. En aquestes versions dobles s'inclouen 2 circuits idèntics al seu interior, amb el doble de patilles i se solen conèixer com a 556.
A nivell tècnic, aquest circuit ha d'estar alimentat de forma contÃnua amb un voltatge Vcc, i la sortida pot tenir una intensitat de corrent força elevada per ser un circuit integrat. De fet, aquest xip podria fins i tot excitar directament relés i altres circuits d'alt consum sense necessitat de fer servir altres components addicionals. Però necessita un nombre mÃnim de components exteriors per poder funcionar (ser controlat).
Molts es preguntaran què és el que hi ha a l'interior d'aquest circuit integrat. Dins del NE555, com es pot apreciar a la imatge anterior, s'aprecia un diagrama de blocs amb dos amplificadors operacionals muntats com a comparadors, un circuit biestable tipus RS fent ús de la seva sortida negada, un buffer de sortida inversor per suportar aquest corrent de sortida, i un transistor emprat per descarregar el condensador extern per a la temporització.
D'altra banda, també hi ha 3 resistències internes que s'encarreguen de fixar els nivells de referència de l'entrada de l'inversor del primer operacional, ia la no inversora del segon, a 2/3 i 1/3 de la tensió Vcc, respectivament. Pel que fa a la tensió llindar del terminal 6, quan supera els 2/3 de la tensió d'alimentació o Vcc, aleshores la sortida passarà a nivell lògic alt (1) i s'aplica a l'entrada R del biestable, per tant la sortida negada passa a 1, saturant el transistor i començant la descà rrega del condensador extern. Simultà niament, la sortida del 555 passaria a nivell baix (0).
En l'altre amplificador operacional, si la tensió aplicada a l'entrada inversora baixa per sota de l'1/3 de la Vcc, la sortida de l'amplificador passarà a alt nivell (1), alimentant aixà l'entrada S del biestable, passant la sortida a nivell baix (0), desactivant la conducció del transistor i fent que la sortida del NE555 passi a nivell lògic alt (1).
Finalment, també hi ha un terminal reset al pin 4, connectat a l'entrada R1 del flip flop biestable. Quan s'activa aquest pin a nivell lògic baix (0), es pot tornar la sortida del NE555 a nivell baix (0) en qualsevol moment que calgui reiniciar.
Especificacions del NE555
Les especificacions tècniques del NE555, encara que pot variar en funció de les versions i del fabricant, el més habitual és que et trobis amb:
- Vcc o voltatge d'entrada: 4.5 a 15V (hi ha versions de fins a 2V). Els de 5V són compatibles amb la famÃlia lògica TTL.
- Corrent d'entrada (Vcc +5v): 3 a 6mA
- Corrent d'entrada (Vcc 5v): 10 a 15mA
- Corrent de sortida mà xima: 500 mA
- Mà xima potència dissipada: 600 mA
- Consum de potència mÃnim: 30mW@5V i 225mW@15V
- Rang de temperatura d'operació: 0ºC fins a 70ºC. L'estabilitat sovint és de 0,005% per ºC.
Pinout del NE555
El NE555, en el seu encapsulat més comú, té 8 pins. El pinout és el següent:
- GND (1): és el pol negatiu per a l'alimentació, que generalment va a terra.
- Tret o trigger (2): per aquest pin s'estableix l'inici del temps de retard si es configura com un monoestable. Quan aquest pin té menys de 1/3 del voltatge d'alimentació ocorrerà aquest tret.
- Sortida o out (3): és per on s'obté el resultat del temporitzador, ja sigui en mode estable, monoestable, etc.
- Reinici o reset (4): si es posa per sota de 0.7 volts, posarà la patilla de sortida a baix nivell. Si no es fa servir aquesta patilla caldria connectar-la a l'alimentació per evitar que el temporitzador es reiniciï.
- Control de voltatge o control (5): quan el NE555 està en mode controlador de voltatge, el voltatge daquest pin variarà des de Vcc fins gairebé 0V. D'aquesta manera és possible modificar els temps o també es pot configurar per generar polsos de rampa.
- Llindar o threshold (6): és un pin d'entrada per a un comparador intern que es fa servir per posar la sortida a baix nivell.
- Descà rrega o discharge (7): utilitzat per descarregar amb efectivitat el condensador extern que s'utilitzi per a la temporització.
- Vcc (8): és el voltatge d'alimentació, el terminal per on s'alimenta el xip amb tensions que van des de 4.5 a 16v.
recorda sempre llegir el datasheet del fabricant, ja que podria haver diferències entre els diferents productes 555. A més, assegura't que estàs usant el xip de forma correcta, observant que la ganyota del frontal està cap amunt perquè coincideixi amb aquest pinout.
Història del 555
El circuit 555 o NE555 va ser dissenyat per Hans R. Camenzind el 1971. Aleshores treballava per a Signetics (actualment propietat de NXP Semiconductors). Hans ja tenia experiència en aquest tipus de projectes, dissenyant prèviament amplificadors per modulació d'amplada de polsos (PWM) per a equips dà udio, també es va interessar pels PLL, etc.
Camenzind proposaria a Signetics desenvolupar un circuit universal basat en els PLL i demanaria a la directiva de la companyia desenvolupar-ho ell sol, usant els recursos de la companyia a canvi de reduir el seu salari a la meitat. El gestor de mà rqueting de la companyia va acceptar la proposta, malgrat que altres companys de l'empresa asseguraven que la funcionalitat del futur 555 es podria substituir amb altres xips ja existents.
El projecte portaria la numeració 5xx assignada als circuits integrats analògics. I finalment se seleccionaria el número 555. El primer disseny es revisaria el 1971 i, malgrat que no hi havia errors, comptava amb 9 pins. Camenzind va tenir la idea de fer servir una resistència directa en lloc d'una font de corrent constant i va reduir la necessitat de pins als 8 actuals.
El disseny funcional amb 8 patilles passaria una segona revisió de disseny i finalment es va presentar el prototip a l'octubre de 1971. Un dels enginyers de Signetics presents a la primera revisió se n'aniria fundant una altra companyia i fabricant la seva pròpia versió de 9 pins. Signetics per la seva banda va començar a fabricar i comercialitzar el NE555 tan aviat com van poder. El 1972 era fabricat per 12 empreses i es va transformar en un dels circuits més venuts.
Aplicacions del NE555
Entre les aplicacions del NE555 hi ha les de ser un timer o temporitzador de precisió. Encara que a l'origen es va presentar com un circuit de retards de precisió, aviat es van trobar innombrables aplicacions tals com servir d'oscil·lador astable, generador de rampes, temporitzador seqüencial, etc. Aixà és com es va convertir en un dels xips més usats fins i tot actualment.
Configuracions del 555
Les configuracions del NE555 es fan amb una sèrie de condensadors i resistències connectats a les patilles. D'aquesta manera podeu alterar la temporització o maneres d'operar d'aquest CI. Aquà tens algunes de les configuracions més freqüents:
- Configuració monoestable: en aquest cas, la sortida del NE555 serà inicialment 0 (sota nivell), i el transistor estarà saturat impedint que el condensador C1 carregui. Si es polsa el polsador, s'aplica una tensió baixa al terminal de tret i fa que el biestable canviï el seu estat i la sortida passi a 1 (nivell alt). En aquest cas, el transistor intern deixa de conduir i el condensador C1 es carrega a través de la resistència externa R1. Quan la tensió del condensador supera els 2/3 de la tensió d'alimentació (Vcc), el biestable en canvia l'estat i la sortida torna a ser 0.
- Astable: en aquesta altra configuració, quan es connecta a l'alimentació, el condensador està descarregat, i la sortida del NE555 passa a nivell alt (1) fins que el condensador arriba als 2/3 de la Vcc amb la cà rrega. En aquest instant, el biestable RS canvia de nivell i la sortida del 555 passi a valer 0 o nivell baix. En aquest instant, el condensador C1 (o C a la imatge) comença a descarregar-se a través de la resistència R2 i quan arriba a 1/3 de la tensió d'alimentació, comença novament la cà rrega i aixà successivament mentre es manté l'alimentació.
- Configuració per a reset: en cas de voler reiniciar el circuit, es pot connectar el terminal reset directament al pol positiu o bé mantenir el nivell alt mitjançant una resistència. Quan s'actua al polsador que s'aprecia en el diagrama següent, el NE555 passarà a tenir la sortida a 0 quan es vulgui. És com tornar a iniciar el temporitzador o posar-lo en estat de repòs.
- Modulació d'amplada de pols (PWM): es pot aplicar un senyal amb nivell variable a l'entrada de control del NE555, fent que el pols de sortida augmenti d'amplada en augmentar el nivell d'aquesta tensió. També podeu fer que el pols arribi amb més o menys retard segons augmenti o disminueixi la tensió aplicada a l'entrada de control.
On comprar el NE555 barat
Ho podràs trobar a multitud de botigues especialitzades d'electrònica, encara que també és fà cil trobar-lo a Amazon a bons preus. Alguns exemples de productes recomanats són:
- Maletà amb 50 generadors de pols NE555P
- Mòdul NE555 per poder fer-lo servir de forma més senzilla amb Arduino.
- Paquet de 10 unitats NE555N amb els seus sockets corresponents.