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NE555-Timer I.

14.08.2019

Die integrierte Schaltung NE555 ist ein aktives elektronisches Bauelement, das einen Ausgang unter bestimmten Bedingungen ein- oder ausschaltet. Es eignet sich sehr gut für Zeitsteuerungen und Taktgeber.

Anschlüsse

Anschlüsse des NE555-Timer Bausteins
Anschluss Name Beschreibung/Zweck
1 GND Masse (0 V)
2 TRIG "Trigger": OUT steigt an und das Intervall beginnt, wenn dieser Eingang 33% VCC unterschreitet
3 OUT Ausgang: Dieser Ausgang wird durch das IC auf VCC oder GND gezogen
4 RESET Ein Zeitintervall kann unterbrochen werden, wenn dieser Eingang auf GND gesetzt wird
5 CTRL "Control": Zugriff auf den internen Spannungsteiler (üblicherweise 66% VCC)
6 THR "Threshold": Das Intervall endet, wenn die Spannung an THR größer als bei CTRL ist
7 DIS "Discharge": Open-Collector-Ausgang kann einen Kondensator zwischen den Intervallen entladen.
8 V+, VCC Versorgungsspannung (zwischen 3 und 15V)

Grundschaltung 1: Monostabile Kippstufe (Ausschaltverzögerung)

Analog zur diskreten Schaltung der monostabilen Kippstufe kann der NE555 als einmaliger Impulsgeber eingesetzt werden. Der Puls beginnt, wenn der NE555-Timer ein Signal am TRIG-Eingang empfängt, d.h. wenn die Spannung am Trigger-Eingang unter 33% der Versorgungsspannung fällt.
Die Impulsbreite wird über die Zeitkonstante eines externen RC-Glieds festgelegt und kann errechnet werden: "NE555-Rechner für Monostabile Kippstufe"
In dieser einfachen Grundschaltung ist die monostabile Kippstufe nicht nachtriggerbar. Ein erneutes Trigger-Signal wird erst nach Ablauf der Zeit τ akzeptiert.

Verwendete Bauteile

Aufbau der Schaltung

Schaltplan für die monostabile Kippstufe des NE555
Video: Demonstration der monostabile Kippstufe beim NE555

Bistabile Kippstufe (Flip-Flop)

Analog zur diskreten Schaltung der bistabilen Kippstufe gibt es auch eine Flip-Flop-Schaltung für den NE555, die von extern gesteuert werden kann. Dabei ist S1 der SET-Schalter und S2 dient als RESET-Schalter.

Verwendete Bauteile

Aufbau der Schaltung

Schaltplan für die bistabile Kippstufe des NE555
Setzen des Flip-Flops auf aktiv (SET)
Abb.: Setzen des Flip-Flops auf aktiv (SET)
Zurücksetzen des Flip-Flops (RESET)
Abb.: Zurücksetzen des Flip-Flops (RESET)

Astabile Kippstufe

Analog zur diskreten Schaltung der astabilen Kippstufe kann der NE555 auch als Rechteckgenerator mit fester Frequenz geschaltet werden.
Die Impulsbreite wird über C1 sowie R1 und R2 berechnet: "NE555-Rechner für astabile Kippstufe"
Periodendauer = Impulsdauer + Pausendauer
Impulsdauer = 0,69 × (R1+R2) × C1
Pausendauer = 0,69 × R2 × C1

Da der Widerstand R2 sowohl auf die Impulsdauer und die Impulspause und der Widerstand R1 nur auf die Impulsdauer Einfluss hat, ist es nicht möglich ein Impuls-Pausenverhältnis von genau 1:1 einzustellen. Mit einer zusätzlichen Halbleiterdiode D1 parallel zum Widerstand R2 lässt sich dieses Tastverhältnis einstellen, wenn R1 = R2 ist.
Die Diode sorgt dafür, dass im Ladezustand des Kondensators C1 der Strom über die Diode fließt. Sie überbrückt den Widerstand R2. Beim Entladen des Kondensators C1 ist die Diode in Sperrrichtung geschaltet. Über sie kann kein Strom fließen. Der Entladestrom muss über den Widerstand R2 zum DIS-Pin abfließen.

Verwendete Bauteile

Aufbau der Schaltung

Schaltplan für die astabile Kippstufe des NE555

Variation als Wechselblinker

Ergänzt man die obige Schaltung um eine weitere LED mit Vorwiderstand, so kann man einfach einen Wechselblinker realisieren.

Schaltplan für einen Wechselblinker mit dem NE555
Video: Demonstration der astabilen Kippstufe mit dem NE555