آپریٹنگ موڈز، خصوصیات کی تفصیل اور NE555 چپ کی پن اسائنمنٹ

الیکٹرانک آلات تیار کرتے وقت، یہ اکثر ضروری ہو جاتا ہے کہ کسی مقررہ لمبائی کی دالیں پیدا کی جائیں یا وقفے کے لیے دی گئی فریکوئنسی اور لمبائی کے ایک خاص تناسب کے ساتھ مستطیل سگنل پیدا کریں۔ ایک تجربہ کار ڈیزائنر کے لیے الگ الگ ڈیجیٹل عناصر پر اس طرح کے آلے کو ڈیزائن کرنا مشکل نہیں ہوگا، لیکن اس مقصد کے لیے خصوصی مائیکرو سرکٹ استعمال کرنا زیادہ آسان ہے۔

NE555 چپ کیا ہے اور اسے کہاں استعمال کیا جا سکتا ہے۔

NE555 چپ پچھلی صدی کے 70 کی دہائی میں تیار کی گئی تھی اور اب بھی پیشہ ور افراد اور شوقیہ افراد میں بہت مقبول ہے۔ یہ 8 پنوں کے ساتھ ہاؤسنگ میں بند ایک ٹائمر ہے۔DIP یا مختلف سطح کے ماؤنٹ (SMD) ورژن میں دستیاب ہے۔

مائیکرو سرکٹ میں دو موازنہ کرنے والے ہوتے ہیں - اوپری اور نیچے۔ ان کے ان پٹ پر، ایک حوالہ وولٹیج بنتا ہے، جو سپلائی وولٹیج کے 2/3 اور 1/3 کے برابر ہوتا ہے۔ ڈیوائیڈر ریزسٹرس سے بنتا ہے۔ مزاحمت 5 kOhm موازنہ کرنے والے RS فلپ فلاپ کو کنٹرول کرتے ہیں۔ ایک بفر یمپلیفائر اور ایک ٹرانجسٹر سوئچ اس کے آؤٹ پٹ سے جڑے ہوئے ہیں۔ ہر موازنہ کرنے والے کے پاس ایک مفت ان پٹ ہوتا ہے، یہ بیرونی کنٹرول سگنل فراہم کرنے کا کام کرتا ہے۔ اوپری کمپیریٹر کو اس وقت متحرک کیا جاتا ہے جب ایک اعلی سطح ظاہر ہوتی ہے اور مائیکرو سرکٹ کے آؤٹ پٹ کو کم سطح پر سوئچ کرتا ہے۔ نچلا "گارڈ" وولٹیج کو 1/3 VCC سے کم کرتا ہے اور ٹائمر آؤٹ پٹ کو منطقی یونٹ پر سیٹ کرتا ہے۔

NE555 چپ کی اہم خصوصیات

مختلف مینوفیکچررز کے ٹائمر کی خصوصیات چھوٹی حدود میں مختلف ہو سکتی ہیں، لیکن کسی میں بھی بنیادی انحراف نہیں ہے (سوائے نامعلوم اصل کے مائکرو سرکٹس کے، آپ ان سے کچھ بھی توقع کر سکتے ہیں):

• سپلائی وولٹیج کو معیاری طور پر +5 سے +15 V تک ظاہر کیا جاتا ہے، حالانکہ ڈیٹا شیٹس میں 4.5 ... 18 V کی حد ہوتی ہے۔
• آؤٹ پٹ کرنٹ 200 ایم اے ہے۔
• آؤٹ پٹ وولٹیج زیادہ سے زیادہ VCC مائنس 1.6 V ہے، لیکن 5 V کے سپلائی وولٹیج کے ساتھ 2 V سے کم نہیں۔
• 5 وی پر موجودہ کھپت 5 ایم اے سے زیادہ نہیں ہے، 15 وی پر - 13 ایم اے تک۔
• نبض کی مدت کی تشکیل میں خرابی 2.25٪ سے زیادہ نہیں ہے۔
• زیادہ سے زیادہ آپریٹنگ فریکوئنسی 500 kHz ہے۔

تمام پیرامیٹرز +25 °C کے محیطی درجہ حرارت کے لیے متعین ہیں۔

پنوں کا مقام اور مقصد

ٹائمر آؤٹ پٹ کو معیاری طور پر ترتیب دیا جاتا ہے، کیس کے ڈیزائن سے قطع نظر - کلیدی گھڑی کی مخالف سمت سے (جب اوپر سے دیکھا جاتا ہے) 1 سے 8 تک صعودی ترتیب میں۔ ہر آؤٹ پٹ کا اپنا مقصد ہوتا ہے:

1. جی این ڈی - آلہ کی عام بجلی کی فراہمی کی تار۔
2. TRIG - جب ایک نچلی سطح کا اطلاق ہوتا ہے، تو یہ دوسرا (اسکیم کے مطابق کم) کمپیریٹر کو شروع کرتا ہے، اس کے آؤٹ پٹ پر ایک منطقی یونٹ ظاہر ہوتا ہے، جو اندرونی RS فلپ فلاپ کو 0 پر سیٹ کرتا ہے۔ اس سے ایک بیرونی ٹائمنگ RC سرکٹ منسلک ہوتا ہے۔ THR پر فوقیت رکھتا ہے۔
3. باہر - باہر نکلیں. سگنل کی اعلی سطح سپلائی وولٹیج سے تھوڑی کم ہے، کم سطح 0.25 V ہے۔
4. ری سیٹ کریں۔ --.ری سیٹ دوسرے ان پٹ پر سگنلز سے قطع نظر، اگر کوئی کم سطح ہے، تو یہ آؤٹ پٹ کو 0 پر ری سیٹ کرتا ہے اور ٹائمر کو غیر فعال کر دیتا ہے۔
5. سی ٹی آر ایل --.انتظام اس میں ہمیشہ پاور ریل وولٹیج کا لیول 2/3 ہوتا ہے۔ یہاں آپ ایک بیرونی سگنل لگا سکتے ہیں اور اس کے ساتھ آؤٹ پٹ کو ماڈیول کر سکتے ہیں۔
6. ٹی ایچ آر - جب اعلی سطح ظاہر ہوتی ہے (بجلی کی فراہمی کے 2/3 سے زیادہ)، پہلا (اسکیم کے مطابق سب سے اوپر) ٹرگر 1 پر سیٹ ہوتا ہے اور اندرونی RS فلپ فلاپ منطقی اکائی کی حالت میں جاتا ہے۔
7. ڈی آئی ایس - ٹائم سیٹنگ کیپسیٹر کا خارج ہونا۔ جب آؤٹ پٹ پر ایک اعلی سطحی ٹرگر ظاہر ہوتا ہے، اندرونی ٹرانجسٹر کھل جاتا ہے، ایک تیز خارج ہونے والا مادہ ہوتا ہے۔ ٹائمر آپریشن کے اگلے چکر کے لیے تیار ہے۔
8. وی سی سی - توانائی کا اخراج. اسے 5 سے 15 V تک وولٹیج فراہم کیا جا سکتا ہے۔

NE555 چپ کے آپریٹنگ طریقوں کی تفصیل

اگرچہ ٹائمر کا فن تعمیر اسے مختلف طریقوں میں استعمال کرنے کی اجازت دیتا ہے، NE555 کے لیے آپریشن کے تین مخصوص طریقے ہیں۔

سنگل وائبریٹر (اسٹینڈ بائی ملٹی وائبریٹر)

ابتدائی پوزیشن:

• ان پٹ 2 اعلی منطق کی سطح؛
• ٹرگر کے ان پٹ R اور S پر - صفر؛
• ٹرگر آؤٹ پٹ - 1؛
• ڈسچارج سرکٹ ٹرانزسٹر کھلا ہوا ہے، کپیسیٹر C بند کر دیا گیا ہے۔
• آؤٹ پٹ 3 لیول 0 ہے۔

جب ان پٹ 2 پر صفر کی سطح ظاہر ہوتی ہے، تو نچلا موازنہ کرنے والا 1 پر سوئچ کرتا ہے، ٹرگر کو 0 پر پلٹتا ہے۔ مائیکرو سرکٹ کے آؤٹ پٹ پر ایک اعلی سطح ظاہر ہوتی ہے۔ایک ہی وقت میں، ٹرانجسٹر بند ہو جاتا ہے، کپیسیٹر کو بند کرنا بند کر دیتا ہے۔ یہ ریزسٹر آر کے ذریعے چارج ہونا شروع ہو جاتا ہے۔ جیسے ہی اس کے پار وولٹیج VCC کے 2/3 تک پہنچ جائے گا، اوپر والا کمپیریٹر کام کرے گا، ٹرگر کو واپس 1 پر سیٹ کرے گا، اور ٹائمر آؤٹ پٹ 0 پر سیٹ کرے گا۔ ٹرانجسٹر آن ہو جائے گا اور کیپسیٹنس کو خارج کر دے گا۔ . اس طرح، آؤٹ پٹ پر ایک مثبت پلس بنتی ہے، جس کا آغاز ان پٹ 2 پر ایک بیرونی سگنل سے طے ہوتا ہے، اور تکمیل کا انحصار کیپسیٹر چارج کے وقت پر ہوتا ہے، جس کا حساب t=1.1⋅R⋅ فارمولے سے ہوتا ہے۔ سی۔

ملٹی وائبریٹر

جب پاور لگائی جاتی ہے، کیپسیٹر ڈسچارج ہو جاتا ہے، ان پٹ 2 (اور 6) منطق 0 پر، ٹائمر 1 کے آؤٹ پٹ پر (اس عمل کو پچھلے حصے میں بیان کیا گیا ہے)۔ R1 اور R2 کے ذریعے کیپیسیٹینس کو 2/3 VCC کی سطح پر چارج کرنے کے بعد، ان پٹ 6 پر ایک اعلی سطح آؤٹ پٹ 3 کو صفر پر پلٹ دے گی، اور ڈسچارج ٹرانزسٹر آن ہو جائے گا۔ لیکن کیپسیٹر کو براہ راست خارج نہیں کیا جائے گا، لیکن R2 کے ذریعے۔ نتیجے کے طور پر، سرکٹ اپنی اصل پوزیشن پر آجائے گا، اور سائیکل بار بار دہرائے گا۔ عمل کی تفصیل سے، یہ دیکھا جا سکتا ہے کہ چارج ٹائم ریزسٹنسز R1، R2 اور کپیسیٹر کی گنجائش کے مجموعے سے متعین کیا جاتا ہے، اور ڈسچارج ٹائم R1 اور R2 کے بجائے R1 اور C کے ذریعے سیٹ کیا جاتا ہے، آپ متغیر ریزسٹرس لگا سکتے ہیں اور دالوں کی فریکوئنسی اور ڈیوٹی سائیکل کو تیزی سے کنٹرول کر سکتے ہیں۔ حساب کے لیے فارمولے:

• نبض کا دورانیہ t1=0.693⋅(R1+R2)⋅C؛
• وقفہ کا دورانیہ t2=0.693⋅R2⋅C؛
• نبض کی تکرار کی شرح f=1/(0.693(R1+2⋅R2)⋅C۔

توقف کا وقت نبض کے وقت سے زیادہ نہیں ہو سکتا۔ اس حد کو حاصل کرنے کے لیے، ڈسچارج اور چارج سرکٹس کو سرکٹ میں ایک ڈائیوڈ شامل کرکے الگ کیا جاتا ہے (کیتھوڈ سے پن 6، اینوڈ سے پن 7)۔

شمٹ ٹرگر

555 چپ پر، آپ شمٹ ٹرگر بنا سکتے ہیں۔یہ آلہ آہستہ آہستہ بدلتے ہوئے سگنل (sinusoid، sawtooth، وغیرہ) کو مربع لہر میں تبدیل کرتا ہے۔ یہاں، ٹائمنگ سرکٹس استعمال نہیں کیے جاتے ہیں، سگنل ان پٹ 2 اور 6 کو فیڈ کیا جاتا ہے، جو آپس میں جڑے ہوئے ہیں۔ جب 2/3 VCC کی حد تک پہنچ جاتی ہے، آؤٹ پٹ وولٹیج اچانک 1 میں بدل جاتا ہے، جب یہ 1/3 کی سطح پر گر جاتا ہے، تو یہ بھی اچانک صفر تک کم ہو جاتا ہے۔ ابہام کا زون سپلائی وولٹیج کا 1/3 ہے۔

فائدے اور نقصانات

NE555 چپ کا سب سے بڑا فائدہ اس کے استعمال میں آسانی ہے - ایک سرکٹ بنانے کے لیے، ایک چھوٹا سا بائنڈنگ کافی ہے، جو خود کو حساب کے لیے اچھی طرح سے قرض دیتا ہے۔ ایک ہی وقت میں، آلہ کی قیمت کم ہے.

ٹائمر کا بنیادی نقصان سپلائی وولٹیج پر نبض کی مدت کا واضح انحصار ہے۔ یہ اس حقیقت کی وجہ سے ہے کہ سنگل وائبریٹر یا ملٹی وائبریٹر سرکٹ میں کپیسیٹر ایک ریزسٹر (یا دو کے ذریعے) سے چارج ہوتا ہے، اور ریزسٹر کا اوپری ٹرمینل سپلائی بس سے منسلک ہوتا ہے۔ مزاحمت کے ذریعے کرنٹ وولٹیج VCC سے بنتا ہے - یہ جتنا زیادہ ہوگا، کرنٹ اتنا ہی زیادہ ہوگا، کیپسیٹر جتنی تیزی سے چارج کرے گا، موازنہ کرنے والا جتنا پہلے کام کرے گا، پیدا ہونے والا وقت کا وقفہ اتنا ہی کم ہوگا۔ کسی نامعلوم وجہ سے، یہ لمحہ تکنیکی دستاویزات میں نہیں ہے، لیکن یہ ڈویلپرز کو اچھی طرح سے جانا جاتا ہے۔

ٹائمر کی ایک اور خرابی یہ ہے کہ موازنہ کرنے والوں کے تھریشولڈ وولٹیجز اندرونی ڈیوائیڈرز سے بنتے ہیں اور ان کو ایڈجسٹ نہیں کیا جا سکتا۔ یہ NE555 کے اطلاق کے امکانات کو محدود کرتا ہے۔

اور ایک اور ناخوشگوار خصوصیت۔ آؤٹ پٹ سٹیج کی تعمیر کے لیے پش پل سکیم کے سلسلے میں، سوئچنگ کے وقت (جب اوپر والا ٹرانزسٹر پہلے سے ہی کھلا ہو، اور نیچے والا ابھی تک بند نہ ہوا ہو، یا اس کے برعکس) ایک کے ذریعے کرنٹ پلس ہے۔ اس کا دورانیہ مختصر ہے، لیکن یہ مائیکرو سرکٹ کی اضافی حرارت کا باعث بنتا ہے اور پاور سرکٹس میں مداخلت پیدا کرتا ہے۔

analogues کیا ہیں

ٹائمر کے وجود کے دوران، کلون کی ایک بڑی تعداد کو تیار اور جاری کیا گیا ہے. یہ مختلف کمپنیاں تیار کرتی ہیں، لیکن ان سب کے نام میں 555 نمبر ہوتا ہے۔ اینالاگ تیار کرنے والی فیکٹریوں میں، الیکٹرانک پرزے بنانے والے مشہور اور جنوب مشرقی ایشیا کے نامعلوم مینوفیکچررز دونوں ہیں۔ اگر سابقہ ​​اعلان کردہ پیرامیٹرز فراہم کرتا ہے، تو بعد والے سے کسی ضمانت کی توقع نہیں کی جانی چاہیے۔ اعلان کردہ خصوصیات سے انحراف بڑے ہو سکتے ہیں۔

یو ایس ایس آر میں، اسی طرح کا ٹائمر KR1006VI1 تیار کیا گیا تھا۔ اس کی فعالیت بالکل اصل جیسی ہے، ایک استثناء کے ساتھ: اس کا آؤٹ پٹ 2 آؤٹ پٹ 6 پر فوقیت رکھتا ہے (اور اس کے برعکس نہیں، جیسے NE555)۔ اسکیموں کو ڈیزائن کرتے وقت اس کو مدنظر رکھنا ضروری ہے۔ اور ایک چیز: КР انڈیکس کا مطلب ہے کہ مائیکرو سرکٹ صرف DIP8 پیکیج میں تیار کیا جاتا ہے۔

عملی استعمال کی مثالیں۔

ٹائمر کے عملی اطلاق کا دائرہ وسیع ہے؛ اس جائزے کے فریم ورک کے اندر، موضوع کا مکمل احاطہ کرنا ممکن نہیں ہوگا۔ لیکن سب سے عام مثالیں قابل غور ہیں۔

متعدد مائیکرو سرکٹس پر سنگل وائبریٹر موڈ میں، کوڈ ڈائل کرنے کے لیے وقت کی حد کے ساتھ کوڈ لاک بنانا ممکن ہے۔ دوسرا طریقہ یہ ہے کہ اسے مختلف سینسروں کے ساتھ مل کر ایک حد کی سطح (روشنی، ٹینک بھرنے کی سطح وغیرہ) تک پہنچنے کے لیے سگنلنگ ڈیوائس کے طور پر استعمال کیا جائے۔

ملٹی وائبریٹر موڈ (اسٹبل موڈ) میں، ٹائمر وسیع ترین ایپلیکیشن تلاش کرتا ہے۔ کئی ٹائمرز پر، آپ چمکنے والی فریکوئنسی کے الگ الگ ضابطے کے ساتھ، وقت اور وقفے کے وقت پر مالا سوئچ بنا سکتے ہیں۔NE555 کو ٹائم ریلے کی بنیاد کے طور پر استعمال کرنا اور 1 سے 25 سیکنڈ تک صارف سوئچ آن ٹائم بنانا ممکن ہے۔ آپ موسیقار کے لیے میٹرنوم بنا سکتے ہیں۔ یہ سب سے زیادہ استعمال ہونے والا چپ موڈ ہے، اور تمام ایپلی کیشنز کو بیان کرنا ناممکن ہے۔

شمٹ ٹرگر کے طور پر، ٹائمر کبھی کبھار استعمال ہوتا ہے۔ لیکن فریکوئنسی سیٹنگ عناصر کے بغیر بسٹ ایبل موڈ میں، NE555 کو بطور ڈیباؤنسر یا اسٹارٹ اسٹاپ موڈ میں دو بٹن والے سوئچ کے طور پر استعمال کیا جاتا ہے۔ درحقیقت، صرف بلٹ ان RS فلپ فلاپ استعمال کیا جاتا ہے۔ یہ ٹائمر کی بنیاد پر PWM کنٹرولر بنانے کے لیے بھی جانا جاتا ہے۔

سرکٹس کے مجموعے ہیں جو NE555 ٹائمر کی مختلف ایپلی کیشنز کو بیان کرتے ہیں۔ وہ چپ کو استعمال کرنے کے ہزاروں طریقے بیان کرتے ہیں۔ لیکن یہاں تک کہ یہ ڈیزائنر کے متجسس دماغ کے لئے کافی نہیں ہوسکتا ہے، اور وہ ٹائمر کا ایک اضافی استعمال تلاش کرے گا جو ابھی تک کہیں بھی بیان نہیں کیا گیا ہے. مائیکرو سرکٹ کے ڈویلپرز کے ذریعہ وضع کردہ امکانات اس کی اجازت دیتے ہیں۔

ملتے جلتے مضامین: