555 taimer

Allikas: Vikipeedia
Mine navigeerimisribale Mine otsikasti
555 taimer
Pilt millel on 555 taimer kahes erineva korpusega
NE 555 taimer DIP(ülal) ja SOIC(all) korpuses
Leiutaja Hans Camenzind (1971)
Esmatootmine 1972

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.[1]

Ajalugu[muuda | muuda lähteteksti]

555 taimeri disainis 1971. aastal elektroonikainsener Hans R. Camenzind eesmärgiga luua integraallülitus, mida oleks võimalik kasutada nii ruutsignaali kui ka üksikute impulsside genereerimiseks.[2] 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.[2] Hans Camenzind disainis uue skeemi jaoks ränikiibi. Numbriga 555 otsustas integraallülitust tähistada Signeticsi turundusjuht Art Fury.[2] 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.[2] Aastaid hiljem disainis Hans Camenzind täiendatud ja madalama toitepinge jaoks mõeldud ZSCT1555 taimeri, kuid see ei saanud sama populaarseks kui originaal.[2]

Disain[muuda | muuda lähteteksti]

Kõige esimese 555 taimeri ränikiip

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.[3] Lisaks on disainitud ka kiipe, millel on vähem viike, kui esialgsel 555-el nagu MIC1555 ja MIC1557, mille puhul on kasutatud SOT23-5 korpust.[4] Osa uutest kiipidest neist põhineb bipolaar-, osa CMOS-tehnoloogial, kuid nende tööpõhimõtte ja elektroonikalülitused, millest need koosnevad, on üldiselt jäänud samaks.

Tööpõhimõte[muuda | muuda lähteteksti]

555 mikroskeemi plokkskeem

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

Pingejaguri 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 alumine komparaator, lülitab enda väljundi kõrgeks, kui sisendi TRIGGER pinge on madalam kui pingejaguri väljundpinge ja madalaks, kui viigu TRIGGER pinge ületab pingejaguri väljundpinge.[5] Ülemine komparaator lülitab enda väljundpinge kõrgeks siis, kui pinge THRESHOLD-viigul ületab pingejaguri väljundpinge ning madalaks, kui selle pinge on väiksem pingejaguri väljundpingest.[5]

Mõlema komparaatori väljundid on ühendatud RS-trigeriga.[5] RS-trigeri väljund muutub kõrgeks, kui sisendi S (set) olek muutub kõrgeks.[6] Triger säilitab selle seisundi kuni sisendi R (reset) olek muutub kõrgeks.[6] 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 inverteeriva võimendi. Tänu sellele on väljundi olek alati võrdne trigeri olekuga. Triger juhib ka DISCHARGE-viiguga ühendatud transistori, 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[muuda | muuda lähteteksti]

  1. Alvo Aabloo, Andres Punning, Jüri Vedru, Heilo Altin, Teet Tilk, Artur Abels. "Elektroonikast puust ia punaseks". 5.osa. Vaadatud 21.03.2022.{{netiviide}}: CS1 hooldus: mitu nime: autorite loend (link)
  2. 2,0 2,1 2,2 2,3 2,4 Hans Camenzind (2005). "Designing Analog Chips" (PDF) (inglise). Leheküljed 141-148. Vaadatud 21.03.2022.
  3. Texas Instruments. "LMC555 CMOS Timer" (PDF) (inglise). Lehekülg 30. Vaadatud 27.03.2022.
  4. Ted Yapo. "Making The World's Fastest 555 Timer, Or Using A Modern IC Version" (inglise). Vaadatud 27.03.2022.
  5. 5,0 5,1 5,2 Indrek Keskküla. "555 taimer". Vaadatud 04.04.2022.
  6. 6,0 6,1 Tõnu Lehtla, Argo Rosin. "4. Järjendloogikalülitused" (PDF). Originaali (PDF) arhiivikoopia seisuga 22.01.2021. Vaadatud 11.04.2022.