ไอซีตั้งเวลา LM555

ไอซีตั้งเวลา LM555/MC1455
เบอร์นี้หลายท่านรู้จักเพราะมันถูกใช้งานอย่างแพร่หลาย(แต่ถ้าใครยังไม่รู้จักไม่เป็นไร ผู้อ่านจะได้รู้จากบทความนี้แน่แนอน)  เนื่องจากมันเป็นไอซีพื้นฐานของวงจรพัลซ์ ในหลายวงจรจึงใช้ไอซีเบอร์นี้ในการ
ทำงาน เพราะมันเป็นรอยต่อของระบบดิจิตอลและอะนาล็อก ภายในไอซีทำงานแบบอะนาล็อก(รับสัญญาณแบบลิเนียร์)แต่เอาท์พุตเป็นพัลซ์ มีสภาวะเป็นลอจิก ที่เป็นพื้นฐานดิจิตอล ซึ่งมีค่าเป็น Hi-Low("1"-"0")นั่นเอง
ไอซีเบอร์นี้เอามาสร้างเป็นวงจรได้หลายแบบ เช่น วงจรโมโนสเตเบิ้ล วงจรอะสเตเบิ้ล วงจรพัลซ์วิดมอด วงจรหารความถี่ เป็นต้น(บทความนี้ขอกล่าว2อย่างแรก)

LM555/MC1455

วงจรโมโนสเตเบิ้ล(Monostable)
วงจรนี้ก็คือวงจรจำพวกทริกเกอร์นั่นเอง โดยป้อนพัลซ์เข้าวงจร วงจรก็จะสร้างพัลซ์ออกทางเอาท์พุต โดยค่าคาบเวลาของเอาท์พุตจะไม่สัมพันธ์กับค่าคาบเวลาทางอินพุตแต่อย่างใด

Monostable

การทำงานของวงจรมี 3 ขั้นตอน คือ

ภาพประกอบการทำงาน

ก่อนจุดชนวน เริ่มโดยขาอินพุต(ขา2)ยังไม่มีสัญญาณทริก จะมีสถานะเป็น Hiหรือเท่ากับแรงดันจ่ายไฟเลี้ยง ที่เอาท์พุต(ขา3)จะเป็น Low ดังนั้นที่ขาดิสชาร์ท(ขา7)จะมีสภาวะเป็น Low ตาม ขาเทรสโฮล(ขา6)ต่อร่วมกับขา7 C จึงอยู่ในสภาวะถูกดิสชาร์ท
มีการจุดชนวน เมื่อมีสัญญาณทริกเข้ามาที่อินพุต(ขา2) เอาท์พุต(ขา3)จะเป็น Hi ที่ขาดิสชาร์ท(ขา7)หยุดทำงาน ทำให้C สามารถเริ่มชาร์ทไฟได้ เมื่อสัญญาณอินพุตหมด ที่เอาท์พุตจะยังเป็น Hiอยู่จนกว่าCจะชาร์ตจนถึงระดับ 2ใน3 ของไฟเลี้ยง Vcc
สุดท้าย/หลังจากจุดชนวน เมื่อCชาร์ทถึงระดับ 2ใน3ของไฟเลี้ยงVcc วงจรฟลิปฟลอปภายในจะถูกรีเซ็ทจากเอาท์พุตของวงจรเปรียบเทียบแรงดันภายใน เอาท์พุตจึงกลับสถานะ จาก Hiเป็น Low และขาดิสชาร์ทก็จะทำงานอีกครั้ง Cก็จะคายประจุออกจนหมดรอสัญญาณทริกลูกใหม่มาอีกครั้ง

ค่า กระแสเทรสโฮลและค่ากระแสทริกเกอร์

จากรูปวงจรตัวอย่าง Monostable สามารถออกแบบได้จากการใช้ค่าจากตารางเลยก็ได้ หรือถ้าจะคำนวณให้ระเอียดนิดก็ใช้สูตรสมการดังนี้
t = ค่าคาบเวลาที่ต้องการ
Is = 100Xthreshold current
R = Vcc/(3XIs)
C = t/(1.1xR)

---

วงจรอะสเตเบิ้ล(Astable)
วงจรนี้จะต่อขาต่างกันกับวงจรโมโนสเตเบิ้ลตรงที่ นำขาอินพุต Trigger(ขา2)ไปต่อเข้ากับอินพุต Threshold(ขา6)และแยกขาดิสชาร์ท(ขา7)ออกจากขา6 โดยใช้ตัวต้านทานกั้นไว้ดังรูป

Astable

หลักการทำงานคล้ายๆวงจรโมโนสเตเบิ้ล เพียงแต่สัญญาณทริกเกอร์ใช้แรงดันไฟชาร์ทจากCที่ขา6 มาเป็นสัญญาณทริก การออกแบบสามารถทำการออกแบบได้จากสูตรสมการดังนี้
หาคาบเวลารวม : T=t1+t2=1/f
ค่าDutyCycle มีค่าเป็น % = D
ค่าคาบเวลา Hi : t1 = (D/100)xT
ค่าคาบเวลา Low :t2 = T-t1
ค่าความต้านทานรวม : Rt = Ra+Rb = Vcc/(3xIs)
Is คือกระแสไหลผ่านRt ต้องมีค่ามากว่า IthresholdและItriggerจากคู่มือไอซี
เมื่อได้ค่า Rt แล้วมาหาค่า C และค่า Ra,Rb ดังนี้
C = t1/(0.693xRt)
Rb = t2/(0.693xC)
Ra = Rt-Rb