555 타이머 IC의 불안정한 멀티 바이브레이터 모드는 자유 실행 또는 자체 트리거 모드 라고도 합니다. 단 안정 멀티 바이브레이터 모드와 달리 안정된 상태가 없으며 준 안정 상태 (HIGH 및 LOW)가 있습니다. 비정상 모드 에서는 외부 트리거링이 필요하지 않으며 특정 간격으로 두 상태를 자동으로 교환하여 직사각형 파형을 생성합니다. 이 HIGH 및 LOW 출력 시간은 외부 저항기 (R1 및 R2)와 커패시터 (C1)에 의해 결정됩니다. 불안정 모드는 출력이 특정 주파수에서 진동하고 직사각형 파형의 펄스를 생성 하는 발진기 회로 로 작동 합니다.
555 타이머 IC를 사용하면 마이크로 초에서 몇 시간까지 HIGH 및 LOW 출력의 정확한 시간 지속 시간을 생성 할 수 있으므로 555가 매우 인기 있고 다목적 IC 인 이유입니다. 아래를 진행하기 전에 555 타이머 IC 및 해당 PIN에 대해 알아야합니다. 여기에 해당 PIN에 대한 간단한 설명이 있습니다.
핀 1. 접지: 이 핀은 접지에 연결되어야합니다.
핀 2. TRIGGER: 트리거 핀이 비교기 2의 네거티브 입력에서 드래그됩니다. 하위 비교기 출력은 플립 플롭의 SET 핀에 연결됩니다. 이 핀의 음의 펄스 (<Vcc / 3)는 플립 플롭을 설정하고 출력은 하이가됩니다.
핀 3. OUTPUT: 이 핀에는 특별한 기능도 없습니다. Load가 연결된 출력 핀입니다. 소스 또는 싱크로 사용할 수 있으며 최대 200mA 전류를 구동 할 수 있습니다.
핀 4. 리셋: 타이머 칩에 플립 플롭이 있습니다. 리셋 핀은 플립 플롭의 MR (Master Reset)에 직접 연결됩니다. 이것은 활성 Low 핀이며 우발적 인 리셋을 방지하기 위해 일반적으로 VCC에 연결됩니다.
핀 5. 제어 핀: 제어 핀은 비교기 1의 음극 입력 핀에서 연결됩니다. 출력 펄스 폭은 RC 네트워크에 관계없이이 핀에 전압을 적용하여 제어 할 수 있습니다. 일반적으로이 핀은 커패시터 (0.01uF)로 풀다운되어 작동시 원하지 않는 노이즈 간섭을 방지합니다.
핀 6. THRESHOLD: 임계 값 핀 전압은 타이머에서 플립 플롭을 재설정 할시기를 결정합니다. 임계 값 핀은 상위 비교기의 양의 입력에서 가져옵니다. 제어 핀이 열려 있으면 VCC * (2/3) 이상의 전압이 플립 플롭을 재설정합니다. 따라서 출력이 낮아집니다.
핀 7. DISCHARGE: 이 핀은 트랜지스터의 오픈 콜렉터에서 가져옵니다. 트랜지스터 (방전 핀이 잡힌 Q1)는베이스가 Qbar에 연결 되었기 때문에. 출력이 낮아 지거나 플립 플롭이 리셋 될 때마다 방전 핀이 접지되고 커패시터가 방전됩니다.
핀 8. 전원 또는 VCC: 양극 전압 (+ 3.6v ~ + 15v)에 연결됩니다.
555 타이머 IC의 불안정한 멀티 바이브레이터 모드 작동:
- 처음에 전원을 켰을 때 트리거 핀 전압은 Vcc / 3 미만이되어 더 낮은 비교기 출력을 HIGH로 만들고 플립 플롭을 설정하고 555 칩의 출력을 HIGH로 설정합니다.
- Qbar, Q '= 0이 트랜지스터의베이스에 직접 적용되기 때문에 트랜지스터 Q1이 OFF가됩니다. 트랜지스터가 꺼지면 커패시터 C1이 충전을 시작하고 Vcc / 3 이상의 전압으로 충전되면 하위 비교기 출력이 LOW (상위 비교기도 LOW에 있음)가되고 플립 플롭 출력은 이전 (555 출력)과 동일하게 유지됩니다. HIGH로 유지).
- 이제 커패시터 충전이 2 / 3Vcc 이상의 전압에 도달하면 비 반전 끝 (Threshold PIN 6)의 전압이 비교기의 반전 끝보다 높아집니다. 이것은 상위 비교기 출력을 HIGH로 만들고 플립 플롭을 RESET하며 555 칩의 출력은 LOW가됩니다.
- 555의 출력이 LOW가되면 Q '= 1을 의미하면 트랜지스터 Q1이 ON이되고 커패시터 C1을 접지로 단락시킵니다. 따라서 커패시터 C1은 방전 PIN 7과 저항 R2를 통해 접지로 방전을 시작합니다.
- 커패시터 전압이 2/3 Vcc 아래로 내려 가면 상위 비교기 출력이 LOW가되고, 이제 두 비교기가 모두 LOW이므로 SR 플립 플롭이 이전 상태로 유지됩니다.
- 방전하는 동안 커패시터 전압이 Vcc / 3 미만으로 떨어지면 하한 비교기 출력이 HIGH (상위 비교기는 LOW로 유지)가되고 플립 플롭을 다시 설정하고 555 출력은 HIGH가됩니다.
- 트랜지스터 Q1이 OFF가되고 다시 커패시터 C1이 충전을 시작합니다.
이 커패시터의 충 방전은 계속되고 직사각형 발진 출력 파가 생성됩니다. 커패시터가 충전되는 동안 555의 출력은 HIGH이고 커패시터가 방전되는 동안 출력은 LOW가됩니다. 따라서 상태가 안정되지 않고 555가 자동으로 상태를 HIGH에서 LOW로, LOW에서 HIGH로 전환 하므로 이를 Astable 모드 라고합니다. 따라서 Free running Multivibrator라고합니다.
이제 OUTPUT HIGH 및 OUTPUT LOW 기간은 저항 R1 및 R2 및 커패시터 C1에 의해 결정됩니다. 아래 공식을 사용하여 계산할 수 있습니다.
시간 최고 (초) T1 = 0.693 * (R1 + R2) * C1
낮은 시간 (초) T2 = 0.693 * R2 * C1
기간 T = 최고 시간 + 최저 시간 = 0.693 * (R1 + 2 * R2) * C1
빈도 f = 1 / 기간 = 1 / 0.693 * (R1 + 2 * R2) * C1 = 1.44 / (R1 + 2 * R2) * C1
듀티 사이클: 듀티 사이클은 총 시간에 대한 출력이 HIGH 인 시간의 비율입니다.
듀티 사이클 %: (시간 HIGH / 총 시간) * 100 = (T1 / T) * 100 = (R1 + R2) / (R1 + 2 * R2) * 100
이 555 Timer Astable Calculator를 사용하여 위의 값을 계산할 수도 있습니다.
다음은 LED를 555 IC의 출력에 연결 한 555 타이머 IC 의 불안정 모드에 대한 실제 데모입니다. 이 555 불안정한 멀티 바이브레이터 회로 에서 LED는 특정 기간 동안 자동으로 켜지고 꺼집니다. ON 시간, OFF 시간, 주파수 등은 위의 공식을 사용하여 계산할 수 있습니다.
위 그림은 555 타이머 불안정 멀티 바이브레이터 회로도를 보여줍니다. 555 타이머 회로에서 불안정 모드를 사용하는 많은 회로와 애플리케이션을 찾을 수 있습니다.