not

Převodník úrovní a budič s NE555

Existuje nepřeberné množství zapojení s NE555. Tento příspěvek Vám ukáže, jak za pomoci NE555 převádět logické úrovně s možností připojení zátěže až 200mA.

Přejděme rovnou ke schématu zapojení.

NE555

Zapojení je klasické, s vyjímkou tranzistoru BC556B a rezistorů 56k a 33k. NE555 při nezapojeném vývodu CONTROL (pin 5 NE555) překlápí výstup ve třetinách napájecího napětí, má hysterezi třetinu napájecího napětí. V uvedeném zapojení je napětí logiky 3,3V poděleno napěťovým děličem a za ním je zapojen emitorový sledovač s PNP tranzistorem. Napětí na vstupu CONTROL se tak nastaví na úroveň přibližně 2,2V (změřeno). Zapojení tak jak je uvedeno, bude podle napětí na vstupu Vin překlápět výstupy Vout1 a Vout2 při napětí nižším než 1,1V a napětí vyšším než 2,2V, má hysterezi 1,1V. Zapojení invertuje logické úrovně na obou výstupech.

Modifikace

Uvedené napájení +5V a rezistor 10k nemusíme zapojovat, pokud převod 3,3V na 5V úrovně nepožadujeme, vývod DISCHARGE (pin 7 NE555) může zůstat nezapojen.

Uvedené napětí +5V může být i jiné, až do napětí, připojeného na vývod VCC (8).

Uvedené napětí +12V může být také jiné, v rozsahu 4,5 až 15V.

Uvedené napětí +3,3V je napětí z napájení zapojení, které ovládá vstup Vin. Lze také použít jiné a to maximálně do napětí, připojeného na vývod VCC (pin 8 NE555). Pro jiné napětí pak můžeme změnit i hodnoty rezistorů v bázi PNP tranzistoru, aby co nejlépe vyhovovaly rozhodovací úrovně a velikost hystereze. Pro vstup v 5V úrovních je můžeme ponechat v případě, že jde o napěťové úrovně CMOS, pro TTL je potřeba změnit hodnoty rezistorů (56k zaměňte za 100k) .

Výhody

Jak už bylo uvedeno, zapojení má na vstupu hysterezi a má slušnou šumovou imunitu.

Zapojení poskytuje při minimu součástek současně dva výstupy, lze zároveň spínat výkonový prvek, příkladem 12V relé, a zároveň konvertovat napěťovou úroveň na jiné napětí, příkladem 5V.

Výstup Vout1 poskytuje tvrdou napěťovou úroveň jak H, tak L, a může budit zátěž až 200mA v obou směrech proudu).

Při změnách napájení označeném +12V se vstupní napěťové úrovně mění jen velice málo (přibližně plus minus desetina voltu v celém rozsahu).

Inverze výstupu vůči vstupu umožnuje připojit za výstup (přes rezistor alespoň 82R) N-MOSFET tranzistor tak, že výstup některých MCU jej po resetu nesepne, když má po resetu na pinu IO zapojen pull-up.

Nevýhody

Nehodí se pro převody úrovní vyšších frekvencí, NE555 je stavěna pro frekvence do 500kHz (běžně se uvádí vyšší než 500kHz). Vyrábí se i CMOS verze 555, pracující i na vyšších frekvencích, ta ovšem poskytuje na výstupu (pin 3 NE555) mnohem nižší maximální proud.

Úbytek napětí na výstupu (pin 3 NE555) při zatížení, může dosáhnout 2,5V při 200mA.

NE555 odebírá trvale proud v řádu jednotek mA, pro některé aplikace to může být podstatné omezení.

Závěr

Při četnosti použití NE555 za dobu její existence, by mne nepřekvapilo, kdyby toto zapojení (s tranzistorem takto nastavujícím CONTROL vstup) již bylo někde publikováno. Já jej ale nikde neviděl, takže jsem pokládal za přínosné se podělit se čtenáři Robodoupěte o tento drobný nápad, který vznikl jako jakýsi „odpadní produkt“ při mém vývoji.