タイマーICの使い方(NE555P)(タイマー編)

タイマーIC(NE555P)

 

 「NE555P」タイマーICを使って5Vのタイマー回路を作ってみました！

 

1. 555タイマーICとは

 このICは1971年には既にアメリカのSignetics社によって販売されていたそうです。

 現在もその安さ・使いやすさ・安定性によって定番のタイマーICとして確固たる地位を築いています

 555は「NE555」がオリジナルですが、現在では各メーカーからCMOS版も含めてセカンドソース品が販売されています。

 

1.1 NE555P

 「NE555P」ICの中身は図1の通りです。

 図1左に2つある3本の同じ値の抵抗で基準となる電圧を作り、2つの三角記号のコンパレータ（比較器）でそれぞれの端子の電圧比較を行い、その結果により出力が「High」または「Low」になります。

 2つのコンパレータの出力が「RS-Flip Flop」に入力し、状態に応じた「1」からの出力で3ピンが±200mA迄の大きな出力と、7ピンではトランジスタを介した充放電が行われます。

 図1：「NE555P」ICの中身

※SDSより引用させて頂きました

 

1.2 ICの仕様

 「NE555P」と「LMC555CN」ICの仕様比較表は表1の通りです。

 

表1：NE555PとLMC555CNの仕様

項目	NE555P	LMC555CN
電源電圧(Vcc)	4.5～16V	1.5～15V
自己消費電流(II)	3～6mA(5V時)	0.1～0.25ｍA(5V時)
入力電圧(VI)	Vcc	Vcc±0.3V
出力電流(IO)	±200ｍA	-10～+50ｍA
動作温度(TA)	0～70℃	-40～85℃

 

1.3 ICの外観・端子図・接続例

 「NE555P」は8pinのDIP形状をしたICです。

 このICを用いてタイマーを作る際に、スイッチをONしてからOFFになる迄の時間を最初に決めます。

 決めた時間を元に、図2中の抵抗R1・コンデンサC1・C2の値を計算により求めます。(C2は10nFで計算)

 計算式は以下に示した通りですが、割と計算量が多いので私は「RS Toolbox」と言うiOSアプリで計算しました。

C1(F)＝(10×ti)÷(11×R1)

R1(Ω)=(10×ti)÷(11×C1)

ti=R1×C1×ln3

 

図2：「NE555P」ICの外観・端子図・接続例

 

2. シミュレート！

 iPadのアプリ「iCircuit」を使って図2の回路をシュミレートを行ってみました。

 赤：タイマーONのスイッチ

 緑：充電されるコンデンサ

 青：出力先のLED

 シュミレートの結果、スイッチONで「TRIG」が0Vとなると、タイマーONで出力先の「OUT」が5VとなりLEDが点灯します。

 それと同時にコンデンサの充電が開始されコンデンサがVccの65%の電圧まで充電された事を「THR」が確認すると「OUT」は0Vとなり、同時に「DIS」でコンデンサに溜まった電力が放電されスタンバイ状態に戻ります。

 以上の流れが1秒で実行されてました！

 

図3：回路シミュレート結果

 

3. 回路

 実際の回路で図3シュミレート通りに動くか確認する為、fritzingを使ってブレッドボード上に配置する回路を図4の通り描いてみました。

図4：ブレッドボード配線図

 

4. 実験！

 図4を元に実際に部品をブレッドボード上に配置したものが図5です。

回路に5Vの電源を供給した状態が図5です。

 スライドスイッチを右に動かすとLEDが点灯し、スライドスイッチを戻しても1秒間点灯し続けました！

図5：無事1秒タイマー完成しました！

 

5. まとめ

 流石は長年にわたって使い続けられている伝統のタイマーICですね！割と簡単に使えました！

 

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