Таймер 555 потребляет нулевой ток

Рост количества приложений с батарейным питанием заставляет разработчиков постоянно искать способы снижения энергопотребления своих продуктов и стараться максимально приблизить мощность в режиме ожидания к нулю за счет тщательного управления токами покоя устройств. В этой статье мы научили классический таймер 555 [1] потреблять нулевой ток в режиме покоя и быстро просыпаться в известном состоянии. Очень приятно найти инновационный способ использования этого классического устройства (Рисунок 1), с которым нас связывает долгая история совместной работы. На самом деле, я до сих пор помню возбуждение от игры с микросхемами таймера 555 во время долгих летних школьных каникул в возрасте 15 лет. В качестве благодарности за приятные воспоминания я посвящаю эту статью Гансу Камензинду (Hans Camenzind) [2], который изобрел этот замечательный маленький чип.

Рисунок 1.	На этой упрощенной блок-схеме показано внутреннее устройство таймера 555.

Основные особенности этой конструкции (Рисунок 2) заключаются в том, что она универсальна и легко адаптируется, построена на небольшом количестве стандартных компонентов, активируется положительным фронтом входного импульса и потребляет нулевой ток.

Рисунок 2.	На этом рисунке изображена схема на таймере 555 с нулевым током покоя.

Ждущий режим

В этом режиме таймер работает как ждущий мультивибратор. Схема работает следующим образом. Короткий импульс (амплитудой больше 1.2 В), поданный в точку I/P, открывает транзистор Q₁, и потенциал отрицательной клеммы 9-вольтовой батареи оказывается очень близким к потенциалу земли схемы. Возникающий на выводе 2 перепад немедленно запускает таймер, и на выходе 3 таймера формируется импульс, который удерживает транзистор Q₁ включенным в течение времени, определяемого номиналами R₃ и C₁.

Когда напряжение на конденсаторе С₁ достигает 2/3 V_CC, компаратор сбрасывает внутренний триггер таймера, устанавливая на выходе (вывод 3) низкий уровень и тем самым выключая транзистор Q₁. Как только Q₁ выключается, питание схемы прекращается, и вся схема теперь потребляет нулевой ток.

Установка длительности

Длительность импульса таймера 555 может быть увеличена или уменьшена в соответствии с требованиями приложения путем изменения номиналов R₃ и C₁. Длительность T выходного импульса равна

T = 1.1×R₃×C₁.

Обычное ограничение таймера 555 заключается в том, что для него требуется отрицательный фронт входного импульса, но в этой конструкции он запускается положительным перепадом, который выводит микросхему из состояния покоя с нулевым током потребления на время, заданное внешними компонентами.

Ссылки

1. 555 timer IC
2. Steve Taranovich. "555 timer inventor Hans Camenzind remembered".

Материалы по теме

1. Datasheet Diodes NE555