⏱️ آی‌سی تایمر ۵۵۵ (555 Timer IC (NE555))

آی‌سی تایمر ۵۵۵ (555 Timer IC) یکی از معروف‌ترین آی‌سی‌های تاریخ الکترونیک است: یک تراشه‌ی ۸ پایه که با دو مقاومت و یک خازن، بدون هیچ برنامه‌ای، چشمک‌زن، بوق، تایمر تأخیری یا مولد پالس می‌سازد. در حالت آستابل (Astable) خروجی‌اش مدام بین HIGH و LOW نوسان می‌کند و در حالت مونواستابل (Monostable) با یک تحریک، یک پالس با طول مشخص می‌دهد. این صفحه یک چشمک‌زن آستابل می‌سازد و آردوینو را به یک «فرکانس‌متر» تبدیل می‌کند که زمان روشن و خاموش ۵۵۵ را اندازه بگیرد.

آی‌سی ۵۵۵ در ووکوی (Wokwi)

تا جایی که می‌دانیم ووکوی نسخه‌ی آماده‌ی این قطعه را ندارد. ووکوی بیشتر برای میکروکنترلرها ساخته شده و شارژ و دشارژ خازن را که قلب ۵۵۵ است شبیه‌سازی نمی‌کند. اگر فقط یک موج مربعی می‌خواهی، در ووکوی همان را با کد بساز: tone یا یک چشمک‌زن با millis. ولی برای دیدن خود ۵۵۵، تینکرکد فارسی آن را رایگان و با رفتار واقعی خازن شبیه‌سازی می‌کند: مدار آماده‌ی چشمک‌زن ۵۵۵ و درس چشمک‌زن بدون آردوینو را ببین.

سیم‌کشی با آردوینو

آردوینو این‌جا فقط دو کار می‌کند: ۵ ولت ۵۵۵ را تأمین می‌کند و خروجی‌اش را اندازه می‌گیرد. شماره‌ی پایه‌ها از کنار فرورفتگی بدنه شروع می‌شود.

زمان روشن ماندن خروجی برابر ۰٫۶۹۳ × (R1 + R2) × C و زمان خاموش ۰٫۶۹۳ × R2 × C است. با این عددها حدود ۰٫۴ ثانیه روشن و ۰٫۳۳ ثانیه خاموش، یعنی تقریباً ۱٫۴ هرتز. ماشین‌حساب ثابت زمانی RC برای حدس زدن عددهای دیگر کمک می‌کند.

کد نمونه

تابع pulseIn مدت یک پالس HIGH و یک پالس LOW را به میکروثانیه اندازه می‌گیرد. از جمع این دو، دوره‌ی تناوب، فرکانس و درصد روشن بودن (Duty Cycle) به دست می‌آید. عددی را که می‌بینی با حساب بالا مقایسه کن.

// Measure a 555 astable on pin 2: high time, low time, frequency, duty cycle.
const int PIN_555 = 2;

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  pinMode(PIN_555, INPUT);
}

void loop() {
  unsigned long highUs = pulseIn(PIN_555, HIGH, 3000000UL);   // wait up to 3 s
  unsigned long lowUs = pulseIn(PIN_555, LOW, 3000000UL);
  if (highUs == 0 || lowUs == 0) {
    Serial.println("No signal - is the 555 running?");
    return;
  }
  float periodS = (highUs + lowUs) / 1000000.0;
  Serial.print("high=");
  Serial.print(highUs / 1000);
  Serial.print("ms low=");
  Serial.print(lowUs / 1000);
  Serial.print("ms f=");
  Serial.print(1.0 / periodS, 2);
  Serial.print("Hz duty=");
  Serial.print(100.0 * highUs / (highUs + lowUs), 0);
  Serial.println("%");
}

اگر عدد اندازه‌گیری‌شده ده بیست درصد با حساب فرق داشت تعجب نکن: خازن‌های الکترولیتی معمولاً تلرانس ±۲۰٪ دارند. همین تمرین نشان می‌دهد چرا مدارهای زمانی دقیق از کریستال استفاده می‌کنند.

اشتباه‌های رایج

• پایه‌ی ۴ رها: RESET اگر به 5V وصل نباشد، ۵۵۵ ممکن است اصلاً شروع نکند یا تصادفی قطع شود.
• خازن الکترولیتی برعکس: پایه‌ی منفی (سمت نوار روی بدنه) باید به GND برود. خازن برعکس داغ می‌شود و باد می‌کند.
• دیوتی سایکل زیر ۵۰٪: در این مدار ساده زمان روشن همیشه از زمان خاموش بیشتر است، چون خازن از R1 و R2 شارژ ولی فقط از R2 دشارژ می‌شود. برای دیوتی کمتر، یک دیود موازی R2 بگذار.
• NE555 با ۳٫۳ ولت: نسخه‌ی معمولی دست‌کم حدود ۴٫۵ ولت می‌خواهد. برای مدارهای ۳٫۳ ولتی نسخه‌ی CMOS مثل TLC555 را انتخاب کن.

آموزش‌های مرتبط

• ۱۵ مدار پایه‌ی الکترونیک، از جمله آستابل ۵۵۵
• شبیه‌سازی مدار در ووکوی: چه چیزی شبیه‌سازی می‌شود؟
• خازن و نقشش در زمان‌بندی
• LED در ووکوی

سؤال‌های رایج

فرکانس ۵۵۵ را چطور حساب کنم؟

در حالت آستابل، فرکانس تقریباً ۱٫۴۴ تقسیم بر (R1 + 2×R2) × C است. مثلاً با R1 = ۱۰ کیلو، R2 = ۴۷ کیلو و C = ۱۰ میکروفاراد حدود ۱٫۴ هرتز می‌شود.

ووکوی آی‌سی ۵۵۵ دارد؟

تا جایی که می‌دانیم نه؛ ووکوی بیشتر برای میکروکنترلرهاست. آی‌سی ۵۵۵ در تینکرکد فارسی رایگان و با شارژ و دشارژ واقعی خازن شبیه‌سازی می‌شود.

پایه‌ی ۵ آی‌سی ۵۵۵ را کجا وصل کنم؟

پایه‌ی CTRL را معمولاً با یک خازن ۱۰ نانوفاراد به زمین وصل می‌کنند تا نویز روی زمان‌بندی اثر نگذارد. اگر خازن نداری، می‌توانی آزادش بگذاری.

قطعه‌های دیگرِ آی‌سی، درایور و رگولاتور

همه‌ی ۱۰۵ قطعه ← · آموزش مدار