August 31, 2007

タイマーIC555の計算

 あたらしく記事を書きました。

 今日はタイマーICとして名ばかり高い555の計算です。555は電子デバイスを扱う各社から発売されている、世の中で最も知名度の高いタイマーICです。秋月で5個100円で買えたり、消費電力が少なかったり、動作電圧範囲が広かったり、出力電流が100mAとちょっとしたリレーぐらいなら楽々駆動できたりと良いことづくめな気がするICです。
 ところがコレ、外部の抵抗とコンデンサで発振周波数を決めているので温度変化に弱い弱い。時間を基準に変化させるので、周期を変えずにDuty比だけを変化させるといった用途には使いずらい。要するに信用ならないICです。これで正確な時間を切り取ろうと思ったアナタ、今すぐ秋葉原に引き返して水晶発信器とかカウンタロジックとか買ってきなさい。ムダな苦労をしたくなければ。だいたい安易に555なんか使ってると、ユーザーに見くびられますよ。



 さて、以上で555がめんどいICだというのは分かってもらえたはずです。こんなICに対してわざわざ電卓を叩くのもしゃくだ。さっさと計算させちまいましょうPCに。
注. 秋月で売ってるナショセミのLMC555の説明書は、無安定動作の合計周期の計算式が間違っています。

【無安定動作】
mb  回路図借りるよナショセミさん。Control端子のとこに0.01μF足してあります。これは閾値電圧を安定化させる目的なのですが前述のようにどうせ信用ならないICなのでフローティング(浮き)でもいいですご自由に。RC回路による時間なので、動作電圧に関わらずRとCの値で周期が決定しますが、そのぶん電源電圧の変化には激弱です。というかそもそもそんな使われ方を想定してない。十分安定化してあげてください。「50%Dutyにするにはどうすればいいですか?」ってので、Raを0Ωとかしている答案を見かけるのですが、Disch端子はオープンコレクタになっていて、そんなことをすると放電中は電源(Vs)とGNDが短絡します。ちゃんと次に挙げる「50%デューティ・サイクル・オシレータ」の回路を使いましょう。
 さて、前置きが長くなりましたが、

 
 
 

【50%デューティ・サイクル・オシレータ】
halfDuty  回路図右上のVsとDisch端子をつないでる抵抗は、プルアップです。OutputがLのときは、DischもGNDに短絡するので、10kΩとかそれなりの抵抗を入れてあげてください。Alternate Outputと書いてあるところは、Outputと同じ信号になります。オープンコレクタだから。お、ということは、Dischをを任意の電圧で吊れば555の動作電圧とは違う電圧の信号が得られそう。試してないけど。ぶっちゃけこの抵抗はナシ(Dischフローティング)でも問題ないと思います。試してないけど。




 こんなところ。ただのRC回路の微分方程式です。気が向いたら計算過程も追記するかも。ずっと言ってるように、精度は全く出ません。何かの間違いでこの計算どおりに動いたとしても、別の場所別の時間ではどーせ有効数字3ケタぐらいだと思ってください。このICをうまく使うには「割り切り」が大事です。
 参考にするのは勝手ですが、これを使って「製品に使ったらウン十万円の損害が出たぞ」とか「てめぇのせいで単位が来なかったぞゴルァ」とかは知りません。



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1. 続、ポンプ用タイマ  [ 何にもないぶろぐ ]   June 21, 2008 18:56
追加の依頼がありましたので、今度は別バージョンで製作してみました。

この記事へのコメント

1. Posted by たろすけ   October 22, 2012 19:27
3 50%duty のオシレータ、計算式あってますか?
図中の式ではf = 1/(1.4RC)で、
ここにR=1x10^3, C=0.1x10^-6を入れると
暗算では700くらいになりますが、
7.21347が表示されます。

こちらも説明書の誤りでしょうか・・・ね?
2. Posted by たろすけ   October 22, 2012 19:30
暗算の計算、ゼロが1つ足りない・・かな。
7000くらいでしょうか。
自分が寝ぼけているのかもしれない気がしてきた。
3. Posted by yoneken   October 24, 2012 13:38
5 >たろすけさん
コメントありがとうございます♪

もしかして、RとCの値を入力する欄の単位表記を見落としてませんか?
Rはk単位、Cはu(マイクロ)単位で入力するようになっています。

お店で普通に売っている単位に合わせておきましたもので・・
混乱を招いてすいませんでした f^_^;)
4. Posted by いも   December 20, 2014 10:42
5 この50%デューティ・サイクル・オシレータってNE555でも同じ回路で使えますか?
5. Posted by yoneken   December 21, 2014 14:43
> いもさん

NE555の内部ブロック図をチラ見したところ,同じっぽかったので,たぶん使えるんじゃないでしょうか.

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