L'NE555 Compie 50 anni
Il circuito integrato di maggior successo nella storia dell'elettronica è stato creato da un uomo che lavorava in un piccolo negozio di elettronica. Si chiamava
Hans Rudolph Camenzind, il chip era il timer
555 e quest'anno ricorre il suo 50° anniversario. Negli anni è sopravvissuto a tutti i concorrenti, e viene ancora prodotto praticamente con lo stesso design e ha venduto miliardi di pezzi in tutto il mondo.
Il
555 ha resistito così a lungo perché si è dimostrato incredibilmente versatile e affidabile. Può cronometrare un intervallo che va da un millisecondo a un'ora o può generare un flusso di impulsi a una frequenza superiore a 1 MHz. Può creare toni audio e può anche funzionare come porta logica. Talmente importante da essere considerata una pietra miliare della storia dell'elettronica. Charles Platt, Contributing Editor e editorialista regolare per la rivista Make ha dedicato ben due capitoli e diversi esperimenti nel suo libro Make: Electronics (Learning by Discovery)
All'interno dell'Apple II, la frequenza di lampeggio del cursore era controllata da un 555. Ha impostato il ritardo dei tergicristalli intermittenti delle auto ed è stato utilizzato nei veicoli spaziali. In effetti, la variante SE555-SP, ancora disponibile da Texas Instruments, è classificata per applicazioni aerospaziali.
Origini
Alla fine degli anni '60, Camenzind si chiedeva come inserire un ricevitore radio AM su un chip. Normalmente un ricevitore utilizza induttori per discriminare tra le frequenze di trasmissione, ma l'induttanza era difficile da costruire in un circuito integrato.
Camenzind pensò che qualcuno, dovesse aver realizzato un circuito di sintonia che non richiedeva un induttore, così trascorse diversi giorni a cercare nella biblioteca del MIT a Boston, dove finalmente trovò la risposta: un articolo del 1935 che descriveva un concetto quasi dimenticato chiamato phase-locked loop , ora comunemente noto con la sigla PLL . Questo poteva generare una frequenza così precisa che si rese conto che poteva essere usata per qualcosa di più interessante di una radio. Sarebbe stato l'ideale per un oscillatore o un timer.
Ha portato con sé la sua idea quando si è trasferito con la moglie ei figli nella Bay Area per entrare a far parte di Signetics , un'azienda appena nata che stava cercando di competere con Fairchild Semiconductor , il leader del settore. Ma dopo due anni, di stasi, Hans, affittò un suo negozio e iniziò a perseguire il suo sogno.Sua moglie, Pia, era una contabile, e si occupava della contabilità. "Aveva uno stipendio di $ 1.200 al mese da Signetics", ricorda Pia. Per portare avanti ridussero tutte le spese evitando di uscire a cena per diversi anni.
Hans all'epoca aveva 36 anni, quattro figli e 400 dollari in banca. Più tardi, ha descritto la sua decisione come "sconsiderata". Tuttavia, ha realizzato un circuito e lo ha eseguito su breadboard usando transistor e resistenze. Lo testò utilizzando apparecchiature prestate da Signetics provando infinite iterazioni, variando i valori dei componenti perché voleva che funzionasse anche nel caso ci fossero errori nel processo produttivo.
Camenzind pensò che qualcuno, dovesse aver realizzato un circuito di sintonia che non richiedeva un induttore, così trascorse diversi giorni a cercare nella biblioteca del MIT a Boston, dove finalmente trovò la risposta: un articolo del 1935 che descriveva un concetto quasi dimenticato chiamato phase-locked loop , ora comunemente noto con la sigla PLL . Questo poteva generare una frequenza così precisa che si rese conto che poteva essere usata per qualcosa di più interessante di una radio. Sarebbe stato l'ideale per un oscillatore o un timer.
Ha portato con sé la sua idea quando si è trasferito con la moglie ei figli nella Bay Area per entrare a far parte di Signetics , un'azienda appena nata che stava cercando di competere con Fairchild Semiconductor , il leader del settore. Ma dopo due anni, di stasi, Hans, affittò un suo negozio e iniziò a perseguire il suo sogno.Sua moglie, Pia, era una contabile, e si occupava della contabilità. "Aveva uno stipendio di $ 1.200 al mese da Signetics", ricorda Pia. Per portare avanti ridussero tutte le spese evitando di uscire a cena per diversi anni.
Hans all'epoca aveva 36 anni, quattro figli e 400 dollari in banca. Più tardi, ha descritto la sua decisione come "sconsiderata". Tuttavia, ha realizzato un circuito e lo ha eseguito su breadboard usando transistor e resistenze. Lo testò utilizzando apparecchiature prestate da Signetics provando infinite iterazioni, variando i valori dei componenti perché voleva che funzionasse anche nel caso ci fossero errori nel processo produttivo.
Perfezionato il circuito, iniziò la parte più ardua. La produzione di chip richiede la realizzazione di diverse maschere fotografiche per incidere il silicio. Nel 1971, l'unico modo per realizzare le maschere era tagliarle in una pellicola di plastica usando un coltelli o bisturi in una scala di circa 400:1.
Anche in Intel, il 4004 (il primo vero microprocessore) molto più complesso è stato fabbricato con maschere tagliate a mano, perché la progettazione assistita da computer non esisteva ancora. Hans trascorse lunghi periodi curvo su un tavolo luminoso, tagliando la plastica e rimuovendo le aree con le pinzette.
Il lancio
Quando Hans consegnò le maschere a Signetics, dovette affrontare un nuovo problema: gli ingegneri dell'azienda erano scettici sul fatto che qualcuno avesse bisogno di un chip timer. Fortunatamente, il responsabile marketing, Art Fury, prevalse sugli ingegneri. Fu proprio Fury ad assegnare il codice 555 facilmente memorizzabile.Il 555 fu un successo immediato, perché funzionò da subito molto bene. Ottenne risultati coerenti alimentandolo a 5 V o 18 V. Funzionava allo stesso modo quando si pilotava un LED da 20 mA o si alimentava 200 mA per un piccolo motore.
Nel giro di un anno, altri produttori stavano copiando il design del 555. "Tutti rubavano a tutti gli altri", ha ricordato Hans, "e a quei tempi nessuno prestava attenzione ai brevetti". All'epoca Signetics non aveva nemmeno richiesto il brevetto, temendo che se avesse cercato di farlo rispettare, avrebbero iniziato una guerra con altre aziende più grandi. Di fatto oggi chiunque può creare una copia di un timer 555.
La sigla 555 prende il nome dalle 3 resistenze che formano il partitore ohmico in ingresso del valore di 5kOhm ognuna. La loro funzione è quella di dividere la tensione di alimentazione (Vcc) da applicare poi ridotta a due terzi all'ingresso non invertente del primo comparatore e ridotta ad un terzo all'ingresso invertente del secondo. La loro funzione è semplice: se la tensione sulla loro entrata non invertente è maggiore di quella sull'entrata invertente la loro uscita si commuta a livello logico 1 pari a quello della tensione di alimentazione.
Il timer 555 resta è uno dei più popolari e versatili integrati mai prodotti: nonostante l'età del progetto, viene ancora oggi fabbricato e utilizzato largamente grazie alla sua semplicità d'uso, economicità e stabilità. Per questo ogni anno ne vengono prodotte circa un miliardo di unità.
Il timer 555 resta è uno dei più popolari e versatili integrati mai prodotti: nonostante l'età del progetto, viene ancora oggi fabbricato e utilizzato largamente grazie alla sua semplicità d'uso, economicità e stabilità. Per questo ogni anno ne vengono prodotte circa un miliardo di unità.
