Leidsin oma elektroonikakomponentide kastist 555 taimeri. See on elektroonikamaailmas umbes sama legendaarne komponent nagu 2N2222 transistor või LM7805 pingeregulaator: kõikidest vanematest DIY juhenditest tuntud kuid praktilises elektroonikas natuke unustusse vajunud.
Võtsin nüüd kätte ja meisterdasin sellest ühe nelinurksignaali generaatori. See ilmselt on kõige lihtsam asi mida sellest integraalskeemist teha. Alustan aga 555 taimeri tutvustusest.
TI NE555 tööpõhimõte
Allolev pilt on pärit NE555 andmelehest. Leiad selle siit https://www.ti.com/product/NE555.
Esimene asi vasakult poolt on pingejagur. Kõik takistid on ühesuurused. Seega on alumiste takistite vahel pinge 1/3 toitepingest ja ülemiste takistite vahel 2/3 toitepingest. Takistite ühenduspunktid on ühendatud kahe komparaatoriga. Alumine komparaator lülitab oma väljundi madalaks, kui sisendil TRIG olev pinge on suurem 1/3 toitepingest. Ülemine komparaator on ühendatud teistpidi. See lülitab oma väljundi kõrgeks kui THRES on suurem 2/3 toitepingest.
Komparaatori väljundid on ühendatud RS-trigeriga. RS on sõnapaarist Reset-Set. Triger on aga seade mis mingi sisendi mõjul võtab ja hoiab ettenähtud väljundväärtust. See on inverteeritud väljundiga triger seega väljund on vastupidine ootuspärasele. Kui S sisend saab tõese väärtuse (TRUE, loogiline 1, toitepinge) siis lälitub trigeri väljund madalaks ja kui S sisend saab madala pingenivoo lähen trigeri väljund kõrgeks. R sisend kutsub esile vastupidise.
Trigeri väljundis ja trigeriga samal joonel olev komponent on inverteriv puhver. Kui inverteri sisend on 1 siis väljund on 0 ja vastupidi. Puhver teeb seda, et väljundil on mingil määral jõudu voolu anda ja ka neelata.
Seega siis: Kui TRIG sisendi pinge on madalam kui 1/3 toitepingest on alumise komparaatori väljund kõrge. Kõrge signaal S sisendil teeb trigeri väljundi madalaks. Inverter aga teeb madala sisendi uuesti kõrgeks pingenivooks.
Kui pinge on kõrgem THRES sisendist läheb ülemise komparaatori väljund kõrgeks. Kui R sisend saab kõrge nivoo läheb trigeri väljund kõrgeks. Seadme väljund aga madalaks. Pane tähele, et trigeri väljundis on ka üks transistor mis DISCH signaali GND-ga ühendab.
Samuti on seadmel RESET signaal. Andmelehest selgub, et madal loogikanivoo siin sisendil seab trigeri oma algolekusse. Algolekus inverteerimata RS trigeril väljund oleks madal. Inverteeritud väljundiga trigeril algolekus on aga väljund kõrge.
Tegelikult on ka RESET signaal tagurpidi. Oleks ju loomulik, et kõrge oleks RESET sisendil taastab algoleku. Kavalasti on aga ka trigeri R1 sisendi ette joonistatud rõngas mis tähendab, et see sisend on inverteeritud.
NE555 nelinurkgeneraator
Kui nüüd näiteks võtta kätte ja ühendada OUT otse THRES ja TRIG sisenditega saame generaatori. Generaatori sagedus on seadme maksimumsagedus. Kui OUT on alla 1/3 lülitub väljund kõrgeks. Niipea aga kui väljundpinge jõuab 2/3 lülitub see uuesti madalaks.
Selleks, et asi kontrolli alla saada ühendame OUT väljundi THRES ja TRIG sisenditega läbi madalpääsfiltri.
Esimesel poolperioodil on OUT ligilähedal toitele. C1 laetakse aegamööda läbi takisti R1. Kui pinge C1-l saab võrdseks 2/3 toitepingest lülitab OUT ennast madalaks. C1 hakkab ennast läbi R1 maha laadima. Ja kui C1 saab võrdseks 1/3 toitepingest hakkab kogu tsükkel uuesti. Võnkesageduse saab ilmselt paika panna R1 ja C1 valikuga.
Sinine on OUT. Kollane on C1/TRIG/THRES.
Siit edasi on piiravaks teguriks fantaasia. Asenda R1potentsiomeetriga ja saad sagedust muuta. Võid võtta väljundiks hoopis C1 pinge ja saad (mingisuguse) kolmnurksignaali generaatori. Ühenda DISCH C1-ga ja saad saehammas signaali generaatori. Leiad veel kõikvõimalike rakendusi NE555 andmelehest ja internetist laiemalt.
Kokkuvõte
On ilmne, et odavad programeeritavad mikrokontrollerid on 555 taimeri tööpõllu sisuliselt ära võtnud. Minul isiklikult ei ole ette tulnud ühtegi arendust kus see taimer loogiline valik oleks olnud. See aga ei tähenda, et see ei võiks hobielektroonikule kasulik tükk riistvara olla. Võibolla ei taha iga kord arduinot ohverdada kui vilkurit või generaatorit tarvis. Võibolla tahaksid kodus D-klassi võimendi või vahelduvvoolu inverteri ehitada. Või äkki mõtled hoopis midagi uut välja.