なぜタイマーを作るのか
アナログ電子回路の学習のため、タイマーを作ります。
動機としては、初学者向けの題材を調べた中で、
比較的簡単そうであり、なおかつ実用性がありそうだったから。
あと、今後の制作に応用すると色々捗りそうというのも理由の一つ。
ちなみに、ルールとしてはマイコンは使用しない代わりに、LSI等の便利なICは使用します。
Arduino使ったら機能としてはすぐ出来るけどそれでは意味がないので。
ICを一切使用しないタイマーについてお調べの方はあまり参考にならないかと思いますので、
「ディスクリート」をキーワードに検索してみてください。
IC、LSI、ディスクリートについては以下を参照。
『FAQ 1009021 : ICとLSIの違いは？ - RENESAS』
https://ja-support.renesas.com/knowledgeBase/17793343
超定番IC「555」
まずはタイマーってどうやって作れば良いのか？
という所から調査しました。
電子工作でタイマーというと、
「555」というタイマーICがすぐに見つかります。
8ピンの比較的シンプルなICですが、
タイマーだけでなく発振回路など色々と応用が効くようで、
かなり色々な電子機器に使用されている超定番との事。
この「555」を使用したタイマーを作成する事にします。
「555」の動作の仕組み
わずか8ピンなのに、ここを理解するのになかなか苦労しました。
色々なサイトを調べ回った結果、以下のサイトが比較的わかりやすいかと。
『ＬＭ５５５ 目次 - ブレッドボードラジオ』
http://bbradio.sakura.ne.jp/555.html
ここの説明を軸に、他のサイトで不足部分を補ったら大体の機能がわかりました。
まず前提として、
みんな細かく説明しすぎ！！！！！
抵抗値がどうとか何μFとか回路図とか、
全部細かく書いちゃうと私みたいな初学者は拒否反応を示しますよ！
このICも8ピンあるけど、実際は4・5ピンはあまり使用されないらしいし、
初学者からすると拡張機能的なものなので、最初は無視して良いと思います。
初学者には仕組みのイメージがわかりづらいので、
なんとなく自分なりに理解したイメージを書いてみます。
「555」とは、バケツである
よく電子回路は水で例えられたりしますが、
555は電流や電圧以上に水での例えがしっくりくるなと思いました。
タイマーというからには、
・自動で
・時間を計る
この2点は必須です。
では、555はどういう仕組みかというと、
バケツです。
どんなバケツかというと、
・合図があると水が注がれる
・一定量（2/3）になったら自動的に止まり、排水される
つまり、注ぐ水量とバケツの大きさで計る時間を調整する訳です。
基本的には以下のように動作します。
『タイマーIC555を利用した回路の設計 - 山本ワールド』
http://yamatyuu.net/el/555/index.html
1.トリガが入ると、
2.充電が開始され、OUTが出力される
3.充電が2/3に達すると、
4.放電され、OUTがOFFになる
上記サイトの「単安定動作」の部分からイメージ画像をお借りしました。
非常にわかりやすい。
初学者にはこれぐらいシンプルで良いのです。
「555」のピン配列と役割
ここで各ピンの動作を説明。
8：Vcc（電源）
1：GND
言うまでもないですね。
電子回路の基礎、このICの電源部分です。
2：トリガ
前述の「合図」です。Vccから電源が来るとスタンバイ状態になります。
このトリガをきっかけに以下が作動します。
3：出力
トリガから合図が来ると出力を開始します。
6：スレッショルド
「しきい」です。デフォルトでは、電源電圧の2/3になっています。
トリガから合図が来ると出力され、コンデンサに充電を開始します。
7：放電
スレッショルドが「しきい」に達すると出力がOFFになり、
コンデンサはIC内の回路を経由してGNDへ放電され0Vになります。
4：リセット
5：コントロール電圧
現時点ではオプションと考え、説明しません。
4は比較的使うみたいですが、5はほとんど使われないみたいです。
次回予告
ある程度調べたので、さっさと555を購入します。
実際に動作させてみて、壁に当たれば否が応でも座学する事になるので。
買ったらブレボで一番シンプルな回路を組んで動作テストしてみます。
購入→テスト→回路図作成→レイアウト作成→加工
って感じで進める予定。
ご意見、ご感想、ご指摘などなど、なんでもお待ちしてます。
参考URL
『FAQ 1009021 : ICとLSIの違いは？ - RENESAS』
https://ja-support.renesas.com/knowledgeBase/17793343
『ＬＭ５５５ 目次 - ブレッドボードラジオ』
http://bbradio.sakura.ne.jp/555.html
『タイマーIC555を利用した回路の設計 - 山本ワールド』
http://yamatyuu.net/el/555/index.html