تراشه زمان‌سنج ۵۵۵
تراشه زمان‌سنج ۵۵۵ تراشه‌ای است که استفاده‌های گوناگونی در مدارات نوسان‌گر و تولید پالس الکترونیکی دارد. ۵۵۵ می‌تواند به‌عنوان تأخیر زمانی در یک مدار تایمر و همچنین به عنوان یک مدار نوسان‌گر یا به عنوان یکی از اجزا در مدار پالسی استفاده گردد.
در سال ۱۹۷۱ توسط هانس کامِن‌زیند در شرکت Sygnetics ساخته شد. ۵۵۵ همچنان استفاده زیادی به خاطر استفاده آسان و قیمت پایین آن دارد. امروزه شرکت‌های بسیاری آن را می‌سازند. در سال ۲۰۰۳ تخمین زده شد که یک میلیارد عدد از این تراشه تولید شده‌است. این تراشه بسته به شرکت تولیدکننده آن، ممکن است بیش از ۲۰ ترانزیستور، ۲ دیود و ۱۵ مقاومت روی یک چیپ سیلیکونی داشته‌باشد و معمولاً به‌صورت یک آی‌سی هشت‌پایه دو-ردیفه (DIP-8) است. انواع آن شامل ۵۵۶ (یک بسته ۱۴ پایه ترکیب دو ۵۵۵ بر روی یک چیپ)، و ۵۵۸ و ۵۵۹ (هر دو ۱۶ پایه ترکیب چهار ۵۵۵ با اندکی تغییر)، NE555 نوع تجاری آن با قابلیت عملکرد بین صفر تا ۷۰ درجه سانتیگراد، و SE555 برای استفاده نظامی در دمای کاری -۵۵ تا +۱۲۵ درجه سانتی‌گراد می‌شود. این‌ها در بسته فلزی با قابلیت اطمینان بالا (بسته T) و بسته‌های ارزان پلاستیک اپوکسی (بسته V) ارائه می‌شوند. به همین دلیل نام کامل آن‌ها NE555V، NE555T و SE555T می‌شود. نام ۵۵۵ برگرفته از سه مقاومت ۵kΩ که در آن استفاده شده گرفته شده؛ اما هانس کامن‌زیند گفته‌است که این نام دلخواه بوده است.
انواع کم‌توان ۵۵۵ نیز در دسترس است. مانند ۷۵۵۵ و سی‌ماس TLC555. نوع ۷۵۵۵ تولید شد تا نویز کمتری نسبت به ۵۵۵ قدیمی به منبع تغذیه بدهد و تولیدکننده ادعا کرده‌است که در بیشتر استفاده‌ها نیازی به خازن دِکاپلینگ (Decoupling) ندارد.
اتصال پایه‌های بسته DIP به این صورت است: پایه ۵ همچنین پایه ولتاژ کنترلی نامیده می‌شود. با قرار دادن ولتاژ کنترلی، می‌توان زمان‌بندی دستگاه را تغییر داد. در بیشتر دستگاه‌ها، ولتاژ کنترلی ورودی استفاده می‌شود. استفاده از یک خازن ۱۰nF بین پایه ۵ و ۱ (gnd) برای جلوگیری از تداخل معمول است. ولتاژ کنترلی ورودی می‌تواند برای ساخت حالت آستابل با مدولاسیون فرکانس در خروجی استفاده شود.
۵۵۵ سه مُد کاری دارد:
در مُد مونواستابل، تایمر ۵۵۵ به عنوان تولیدکننده پالس «تک-شات» عمل می‌کند. پالس زمانی که ۵۵۵ یک سیگنال از ورودی تریگر دریافت می‌کند آغاز می‌شود که از یک‌سوم ولتاژ منبع تغذیه کمتر شده‌است. پهنای پالس خروجی می‌تواند توسط ثابت زمانی یک شبکه RC مشخص شود، که شامل یک خازن و یک مقاومت می‌شود. پالس خروجی زمانی تمام می‌شود که ولتاژ خازن به ۲/۳ ولتاژ منبع تغذیه می‌رسد. پالس خروجی می‌تواند بسته به نیاز کاربرد مخصوص با تغییر مقدار R و C طولانی‌تر یا کوتاه‌تر شود. مدت زمان پالس خروجی t، یا مدت زمانی که طول می‌کشد تا خازن تا ۲/۳ ولتاژ منبع تغذیه شارژ شود به صورت زیر داده شده‌است: که t به ثانیه، R به اهم و C به فاراد است. هنگام استفاده از تراشه زمان‌سنج در حالت مونواستابل، ضعف اصلی این است که بازه زمانی بین دو پالس تریگ باید از ثابت زمانی RC بیشتر باشد.
در مُد بای‌استابل ، این تراشه به عنوان یک فلیپ‌فلاپ عمل می‌کند. ورودی‌های trigger و reset (پایه‌های ۲ و ۴) با مقاومت‌های پول‌آپ در وضعیت بالا نگه داشته‌شده‌اند. درحالی که پایه Threshold (ولتاژ شکست "پایه ۶") زمین شده‌است. با این تنظیمات، تحریک پایه trigger به زمین درجا به معنای set بوده و خروجی را به وضعیت بالا (Vcc) می‌برد. تحریک ورودی reset به زمین به عنوان reset عمل می‌کند و خروجی را به حالت پایین (زمین یا Ground) می‌برد. پایه ۵ (کنترل) توسط یک خازن با مقدار کم (معمولاً بین ۰٫۰۱ تا ۰٫۱ میکروفاراد) به زمین متصل شده‌است؛ پایه ولتاژ (discharge) در هوا رها می‌شود.
تراشه شمارنده ۵۵۵ باید با خازن ۱۰میکرو امتحان شود نه ۱۰ پیکو تا بتواند عدد را بشمارد.
در مُد آستابل، تایمر ۵۵۵ یک موج مربعی با فرکانس مشخص تولید می‌کند. مقاومت R1 بین Vcc و پایه discharging (پایه ۷) متصل شده‌است و مقاومت دیگر R بین پایه discharging (پایه ۷) و trigger (پایه ۲) و threshold (پایه ۶) پایه‌هایی که یک گره مشترک ایجاد نموده‌اند. به خاطر شارژ شدن خازن از راه R و R و خالی شدن تنها از طریق R، تا هنگامی که پایه شماره ۷ در مدت پایین بودن خروجی مقاومت کم تا زمین دارد، بنابراین خازن تخلیه می‌شود.
در حالت آستابل، فرکانس قطار پالس به مقدار R، R و C بستگی دارد.
مدت بالا بودن در هر پالس به صورت زیر داده می‌شود:
و مدت پایین بودن نیز در هر پالس به صورت زیر داده می‌شود:
که مقدار مقاومت‌های R و R به اهم و C مقدار خازن به فاراد است.
توان مقاومت R می‌بایست بیش از formula_5 باشد.
در خصوص ۵۵۵های دوقطبی، بایستی از دادن مقدار پایین به مقاومت R1 دوری شود چرا که خروجی در مدت تخلیه خازن در حالت اشباع نزدیک صفر باقی می‌ماند. همان‌طور که در معادله بالا در نظر گرفته شد. درغیر این‌صورت مدت زمان پایین بودن خروجی کمتر از مقداری که در بالا گفته شد خواهد بود. باید گفته شود که چرخه اول بسیار بیشتر از مقدار محاسبه شده در معادله خواهد بود، برابر با مدت زمانی که خازن باید از ۰ تا ۲/۳ Vcc شارژ شود. اما در دوره‌های بعدی تنها باید از ۱/۳ به ۲/۳ Vcc برود.
برای رسیدن به duty cycle کمتر از ۵۰٪، یک دیود (که به اندازه کافی برای ای کاربرد سریع باشد) می‌تواند به موازات R به صورت مستقیم به سمت خازن اضافه شود. این کار R را در طول مدت زمان سطح بالا کنارگذر می‌کند. با این کار مدت سطح بالا تقریباً تنها به R و C وابسته خواهد بود. وجود دیود موجب افت ولتاژ می‌شود و شارژ خازن را کند می‌کند. بنابراین مدت زمان شارژ خازن بیش از ln(2)*RC = 0.69 RC می‌شود. مدت زمان پایین بودن برابر خواهد بود با زمانی که دیود وجود ندارد. با وجود دیود مدت زمان بالا به این صورت خواهد بود:
در اینجا V مقداری است که در آن جریان نصف Vcc/R است. به عنوان یک مثال هنگامی که Vcc=5 و V=.7، مدت زمان بالا برابر 1.00R1C که ۴۵٪ بیشتر از R1C است. در یک نمونه دیگر هنگامی که Vcc=15 و V=0.3، مدت زمان بالا بودن 0.725R1C، یا ۴٫۶٪ بیشتر. معادله به ۰٫۶۹۳R1C کاهش خواهد یافت اگر V=۰ شود.
عمل‌کرد RESET در این مُد به خوبی توضیح داده نشد، بعضی تولیدکنندگان خروجی را هنگامی که RESET به پایین می‌رود به مقدار قبل می‌برند. دیگران خروجی را به سطح بالا یا پایین می‌برند. این مشخصات مخصوص NE555 است. ۵۵۵های دیگر مشخصه متفاوتی بسته به رتبه‌شان (نظامی، پزشکی، و دیگر) دارند.