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Praktische Elektronik


Ein LED wird mit dem Timer 555 zum blinken gebracht.


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Blinkende LED

Timer 555


Blinkende LED

Wir betrachten eine Schaltung mit der wir eine LED zum Blinken bringen. Dazu verwenden wir ein Timer-IC den NE555 oder LMC555. Beide Typen haben die gleiche Belegung der Anschlüsse. Der NE555 ist für die meisten Schaltungen geeignet. Er benötigt allerdings eine minimale Betriebsspannung von Uv > 4,5V (an einer Batterie ist das knapp). Dafür kann er am Ausgang höhere Lasten RL schalten. Der CMOS-Typ LMC555 kann ab Uv > 1,5V betreiben werden aber nur 20mA treiben.

Typ Uv - min Uv - max Rt max Iout max RL min
bei 5V
NE555 4,5V 16V 1MΩ 200mA 27Ω
LMC555 1,5V 12V 10MΩ 20mA 270Ω

Tabelle 1: Daten der Timer 555

Wir springen in kalte Wasser und sehen uns die Schaltung mit dem Timer 555 an.

Blinkende-LED.png
Bild 1: Blinkende LED mit Timer 555

Das Timer-IC NE555 oder LMC555 wird in einem DIL-Gehäuse mit 8 Anschlüssen geliefert. Die Anschlüsse sind in der Schaltung bezeichnet.

Die Schaltung mit LED und dem obligatorischen Vorwiderstand kennen wir schon.

Dann sind da noch die beiden Widerstände R1 und R2 sowie der Kondensator C1. Mit diesen drei Bauelementen können wir einstellen, wie schnell die LED blinkt.

  • Widerstände kennen wir schon.
  • Ein Kondensator kommt uns im Laufe des digitalen Praktikums zu ersten Mal vor.
  • Wir verwenden hier einen gepolten Kondensator.
  • Er hat die Anschlüsse Plus + und Minus -, die wir nicht vertauschen dürfen.
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Bild 2: Tantalkondensatoren sind gepolt

Der Kondensator rechts in Bild 2 ist ein Tantalkondensator mit 10µF für 16V. Der positive Anschluss liegt recht.

Kodierung der Kapazitäten

Bei Kondensatoren werden meistens mehrere Werte angegeben:

  • die Kapazität in Farad
  • die Polaritat bei gepolten Kondensatoren
  • die maximal zulässige Betriebspannung

Je nach Baugröße sind die Werte der Kondensatoren normal oder kodiert angegeben.

Der Kapazität von Kondensatoren ist in Piko-Farad kodiert.

  • Der aufgedruckte Wert besteht aus 3 Ziffern.
  • Die ersten beiden sind der Zahlenwert.
  • Die letzte Ziffer bestimmt wie viel Nullen angehängt werden müssen.

Bedeutung der letzten Ziffer

Die letzte Ziffer bestimmt mit welchem Wert die Zahlenwert der ersten beiden Ziffern multipliziert werden muss.

Letzte Ziffer Multiplikator oder
0 * 1pF
1 * 10pF
2 * 100pF 0,1nF
3 * 1nF
4 * 10nF
5 * 100nF 0,1µF
6 * 1µF
7 * 10µF
8 * 100µF

Beispiel

Aufdruck Zahlenwert Nullen Wert Wert
475 47 5 47 * 100nF 4700nF = 4,7µF
106 10 6 10 * 1µF 10µF
104 10 4 10 * 10nF 100nF

Spannung

Die maximal zulässige Spannung wird in Volt angegeben. Oft fehlt die Einheit V.

Polarität

Die Polarität wird meistens nur für einen Anschluss angegeben.

  • - für den Minus-Anschluss
  • + für den Plus-Anschluss
  • manchmal hinter dem Spannungswert

Versuche

1.
Wir bauen die Schaltung in Bild 1 auf.
Die LED sollte etwa 1 Mal pro Sekunde blinken.
2.
Wir ersetzen die Widerstände R1 und R2 durch jeweils 200kΩ. Wie schnell blinkt die LED?
3.
Wir ersetzen die Widerstände R1 und R2 durch jeweils 10kΩ. Wie schnell blinkt die LED?
4.
Wir ersetzen wieder für R1 und R2 durch jeweils 100kΩ ein und den Kondensator durch einen mit 1µF. Wie schnell blinkt die LED?
5.
Wir setzen für R1 und R2 durch jeweils 10kΩ ein und für den Kondensator 1µF. Wie schnell blinkt die LED?

In diesem Fall blinkt die LED nicht. Sie ist etwas dunkler.

6.
Wir setzen für R1 10kQ, für R2 100kΩ und für C 10µF. Wie blinkt die LED jetzt?

Frequenz

Wir bezeichnen die Zahl des Blinkens einer LED als Frequenz. Sie wird in Hertz (Hz) gemessen. Eine LED, die einmal pro Sekunde blink, blinkt mit 1Hz.

Normalerweise arbeiten wir in der Elektronik mit sehr hohen Frequenzen. Digitalschaltungen werden mit Frequenzen im Bereich von Megahertz, d.h. Millionen Hertz (MHz) betrieben oder gar GHz.

   1000Hz =       1kHz
1000000Hz =    1000kHz =    1MHz
            1000000kHz = 1000MHz = 1GHz