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Der NE555 und der LMC555 sind universelle Timer.


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NE555, LMC555

Der NE555 und der LMC555 sind universell einsetzbare Timer. Interessant ist der Betrieb als

  • astabiler Multivibrator und
  • monostabiler Multivibrator.

Varianten

Typ Technologie Ucc min Ucc max Iout max
NE555 bipolar 5 V 15 V 100 mA
LMC555 CMOS 1,5 V 15 V 2 mA
  • Am Anschluss VCC liegt die Betriebsspannung Ucc.

Der NE555 kann am Ausgang mit bis zu 200 mA belastet werden. Dabei ist mit einem Verlust von 2 V zu rechnen. Für definierte Logikpegel sollte der Ausgang mit maximal 5 mA belastet werden.

Der LMC555 ist nur für kleine Ausgangsströme geeignet, erzeugt aber definierte Logikpegel.

Gehäuse

Die NE555N, NE555P, NE555DB und LMC555P haben ein Dual-In-Line-Gehäuse DIL-8-Gehäuse.

Attention >

Praktikum

Im Praktikum Timer 555 Details wird auf den Timer 555 näher eingegangen.

Pegel der Triggereingänge

Die Timer 555 verfügen über die beiden Triggereingänge TR und THR, über die die Funktionen gesteuert werden. Die Pegel werden durch einen Spannungsteiler im Timer von der Versorgungsspannung abgeleitet. Der Anschluss CV ist mit diesem Spannungsteiler verbunden.

Der Spannungsteiler besteht aus drei gleichen Widerständen. Diese teilen die Versorgungsspannung Ucc in 1/3 * Ucc und 2/3 * Ucc. Beim NE555 betragen die Widerstände etwa 5 kΩ und beim LMC555 100 kΩ. Diese Werte sind jedoch sehr ungenau. Die Widerstände sollen zwar gleich sein, können aber um etwa 13 % voneinander abweichen.

Die folgende Tabelle fasst die Werte zusammen.

Anschluss Versorgungsspannung minimal typisch maximal Trigger bei
TR 5 V 1,1 V 1,67 V 2,2 V unterhalb
THR 5 V 2,9 V 3,3 V 3,8 V oberhalb
CV 5 V 2,9 V 3,3 V 3,8 V
TR Ucc 0,22 Ucc 1/3 Ucc 0,44 Ucc unterhalb
THR Ucc 0,58 Ucc 2/3 Ucc 0,76 Ucc oberhalb
CV Ucc 0,58 Ucc 2/3 Ucc 0,76 Ucc

Astabiler Multivibrator

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Bild 1: Der Timer 555 als astabiler Multivibrator

Die Frequenz des Timers 555 als astabiler Multivibrator wird mit den Widerständen R1, R2 und dem Kondensator C eingestellt:

f = 1.44 / ( ( R1 + 2 * R2 ) * C )
maximale Frequenz f 100 kHz
minimale Kapazität C 100 pF
minimaler Widerstand R1 R2 5 kΩ
maximaler Widerstand R1 R2 3 MΩ

Astable.png Die Bauelemente können leicht mit dem Tool Astabiler Timer 555 berechnet werden.

Monostabiler Multivibrator

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Bild 2: Der Timer 555 als monostabiler Multivibrator

Der monostabile Multivibrator löst einen Impuls mit einer definierten Abfallzeit t aus, wenn die Spannung am Eingang TR unter Ucc / 3 fällt. Damit die Abfallzeit exakt eingehalten wird, muss der Impuls an TR kürzer sein als die Abfallzeit.

Die Abfallzeit des Timers 555 als monostabiler Multivibrator wird über den Widerstand R und den Kondensator C eingestellt:

t = 1.1 * R * C
minimale Abfallzeit t 10µs
minimale Kapazität C 100 pF
minimaler Widerstand R 5 kΩ
maximaler Widerstand R 3 MΩ

Monostable.png Die Bauelemente können leicht mit dem Tool Monostabiler Multivibrator berechnet werden.

Triggerimpuls

Die Schaltung des monostabilen Multivibrators in Bild 2 setzt voraus, dass der Triggerimpuls am Eingang TR kürzer ist als die Abfallzeit t des Timers. Dies kann durch einen Kondensator und einen Widerstand vor dem Eingang TR erreicht werden. Dazu muss ein Impuls mit steiler Flanke verwendet werden.

Monostabil_Impuls.png
Bild 3: Triggerimpuls am Eingang des Timers 555

Impulse am Eingang TR während der Abfallzeit werden ignoriert. Der Timer 555 ist somit nicht retriggerbar.

Ne555-monostabil-C.png
Bild 4: Der Timer 555 als monostabiler Multivibrator mit Kondensator am Eingang

Die Schaltung in Bild 4 eignet sich gut zur Ansteuerung mit digitalen Schaltungen.

Reset

R=0 zwingt den Ausgang des Timers 555 auf 0.

Beim astabilen Multivibrator wird einfach kein Impuls mehr ausgegeben.

Beim monostabilen Multivibrator wird der laufende Impuls beendet.

Beim NE555 und LMC555 wird der Reset bei einer Spannung unter 0,7 V (0,4 V bis 1,1 V) ausgelöst.

Bei der CMOS-Version LMC555 ist der Strom in den Reseteingang mit weniger als 1 nA sehr gering.

Beim NE555 fließen bei 0 V am Reseteingang bis zu 1,5 mA aus dem Anschluss zu GND. Liegt Reset an der Betriebsspannung Ucc, können bis zu 0,4 mA in den Anschluss fließen.

Entstörung

Um Störungen auf der Versorgungsspannung zu unterdrücken, wird empfohlen, zwei Kondensatoren einzubauen:

  • an der Versorgungsspannung
  • am Eingang CV
Ne555-astabil-C.png
Bild 5: Entstörung des Timers 555 am Beispiel der astabilen Schaltung

Die Kondensatoren sollten möglichst nah am Timer 555 eingebaut werden und eine kurze Leitung zur Masse haben. Gut geeignet sind keramische Kondensatoren.

  • Beim LMC555 sollte immer ein Kondensator von 10 nF bis 100 nF an den Anschluss CV angeschlossen werden.

Steuerung über den Anschluss CV

Das Verhältnis der Zeit mit Ausgang=EIN zur Periode wird Tastgrad oder Tastverhältnis genannt.

Der Tastgrad des Timer-Ausgangs lässt sich über die Spannung an CV steuern.

Beim NE555 kann die Spannung an CV zwischen 0,2 V und Ucc-0,5 V liegen.

Beim LMC555 wird eine Spannung an CV zwischen 0,2 V und Ucc-0,8 V unterstützt.