555 taimer

555 taimer on üks maailma populaarsemaid integraallülitusi. Selle töötas 1971. aastal välja elektroonikainsener Hans Camenzind. Kiipi on võimalik väheste lisakomponentidega kasutada nii pideva ruutsignaali kui ka üksikute impulsside genereerimiseks, PWM-signaali allikana, RS- või Schmitti trigerina.

Ajalugu
555 taimeri disainis 1971. aastal elektroonikainsener Hans R. Camenzind eesmärgiga luua integraallülitus, mida oleks võimalik kasutada nii ruutsignaali kui ka üksikute impulsside genereerimiseks. Tema algne disain vajas 9 väljaviiku, mis tähendas, et see tuli paigutada DIP-14 korpusesse, kuid peale selle elektroonikatootjale Signetics kontrolliks esitamist mõistis ta, et mõne muudatusega oleks võimalik vähendada viikude arvu kaheksale, mis võimaldaks kiipi toota odavama ja kompaktsema DIP-8 korpusega. Hans Camenzind disainis uue skeemi jaoks ränikiibi. Numbriga 555 otsustas integraallülitust tähistada Signeticsi turundusjuht Art Fury. Peale uue disaini valmimist alustas Signetics selle tootmist nii plastikust DIP-8 kui ka metallist TO-5 korpuses. 

555 taimer sai kiiresti väga populaarseks, seda hakkasid tootma mitmed ettevõtted. Hiljem lisandusid sellele 556, mis sisaldas kahte 555-ga võrdväärset taimerit ühes DIP-14 korpuses, ning 558 ja 559, mis sisaldasid mõlemad nelja mittetäielikku 555 taimerit DIP-16 korpuses. Samuti disainis Intersil CMOS-tehnoloogial põhineva kiibi, mis vajab töötamiseks vähem voolu. Aastaid hiljem disainis Hans Camenzind täiendatud ja madalama toitepinge jaoks mõeldud ZSCT1555 taimeri, kuid see ei saanud sama populaarseks kui originaal.

Disain

555 taimeri algne integraallülitus põhines bipolaartransistoridel. Kiip oli saadaval nii DIP-8 kui ka TO-5 korpuse sees, mida tähistasid vastavalt V ja T arvu järel. Samuti toodeti nii väiksema (0...70 °C) kui ka suurema (–55 ... 125 °C) temperatuuri taluvusega kiipe, mida tähistasid vastavalt NE ja SE arvu ees. Seega oli kokku neli mudelit: NE555V, NE555T, SE555V ja SE555T.

Tänaseks päevaks on palju ettevõtteid disaininud 555 taimerist eri versioone, mis on mõeldud erinevate nimipingete, töötemperatuuride ja sageduste jaoks. Kasutusel on ka mitmesuguseid korpusi, näiteks keraamiline DIP-8, SO-8, SSOP-8, TSSOP-8, VSSOP-8 ja DSBGA-8. Lisaks on disainitud ka kiipe, millel on vähem viike, kui esialgsel 555-el nagu MIC1555 ja MIC1557, mille puhul on kasutatud SOT23-5 korpust. Osa uutest kiipidest neist põhineb bipolaar-, osa CMOS-tehnoloogial, kuid nende tööpõhimõtte ja elektroonikalülitused, millest need koosnevad, on üldiselt jäänud samaks.

Tööpõhimõte

555 taimer sisaldab pingejagurit, kahte komparaatorit, RS-trigerit, inverteerivat puhvervõimendit ja transistori, mis ühendab DISCH-viigu maandusega.

 moodustavad kolm jadamisi ühendatud viie kilo-oomist takistit. Pingejagur on ühendatud maa (GND) ja toitepinge (VCC) väljaviikude vahele. Sellel on kaks väljundit, esimene pingega 1/3 toitepingest ja teine pingega 2/3 toitepingest. Pingejaguri teise väljundiga on ühendatud ka kontroll (CONTROL) viik, mis võimaldab mõjutada väljundpingete väärtusi.

Mõlema pingejaguri väljundiga on ühendatud komparaator. Üks neist, skeemil , lülitab enda väljundi kõrgeks, kui sisendi TRIGGER pinge on madalam kui pingejaguri väljundpinge ja madalaks, kui viigu TRIGGER pinge ületab pingejaguri väljundpinge. 
 lülitab enda väljundpinge kõrgeks siis, kui pinge THRESHOLD-viigul ületab pingejaguri väljundpinge ning madalaks, kui selle pinge on väiksem pingejaguri väljundpingest. 

Mõlema komparaatori väljundid on ühendatud . RS-trigeri väljund muutub kõrgeks, kui sisendi S (set) olek muutub kõrgeks. Triger säilitab selle seisundi kuni sisendi R (reset) olek muutub kõrgeks. Lisaks nimetatule on trigeril ka inverteeritud R-sisend (joonisel R1), mis on ühendatud RESET-viiguga. RS-trigeri väljund on inverteeritud, kuid see on väljundsignaali viiguga (OUTPUT) ühendatud läbi . Tänu sellele on väljundi olek alati võrdne trigeri olekuga. Triger juhib ka DISCHARGE-viiguga ühendatud , mis toimib samuti inverteeriva võimendina. Väljaviikude OUTPUT ja DISCHARGE põhiline erinevus on, et OUTPUT saab olla ühendatud nii toitepinge kui ka maaga. DISCHARGE-viik saab olla ühendatud ainult maaga ehk vool saab seda läbida ainult ühes suunas.

Viited

Elektroonika