Schaltung mit dem Timer 555
Wir betrachten eine Schaltung, mit der wir eine LED zum Blinken bringen. Dazu verwenden wir den Timer-IC den NE555 oder LMC555.
Beide Typen haben die gleiche Anschlussbelegung. Der NE555 eignet sich für die meisten Schaltungen. Er benötigt allerdings eine minimale Betriebsspannung von Uv > 4,5V (das ist einer Batterie knapp). Dafür kann er am Ausgang höhere Lasten RL schalten. Der CMOS-Typ LMC555 kann ab Uv > 1,5V betrieben 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
Springen wir ins kalte Wasser und sehen uns die Schaltung mit dem Timer 555 an.
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 der LED und dem obligatorischen Vorwiderstand kennen wir schon.
Nun kommen noch die beiden Widerstände R1 und R2 sowie der Kondensator C1 hinzu. Mit diesen drei Bauelementen können wir einstellen, wie schnell die LED blinkt.
- Widerstände kennen wir bereits.
- Der Kondensator begegnet uns zum ersten Mal.
Kondensatoren
- Wir verwenden hier einen gepolten Kondensator.
- Er hat die Anschlüsse Plus + und Minus -, die wir nicht vertauschen dürfen.
Der Kondensator rechts in Bild 2 ist ein Tantalkondensator mit 10µF für 16V. Der positive Anschluss ist rechts.
Kodierung der Kapazitäten
Bei Kondensatoren werden in der Regel mehrere Werte angegeben:
- die Kapazität in Farad,
- die maximal zulässige Betriebsspannung und
- bei gepolten Kondensatoren auch die Polarität.
Je nach Baugröße werden die Werte von Kondensatoren normal oder kodiert angegeben.
Die Kapazität von Kondensatoren wird in Piko-Farad, pF kodiert.
- Der aufgedruckte Wert besteht aus 3 Ziffern.
- Die ersten beiden Ziffern sind der Zahlenwert.
- Die letzte Ziffer gibt an, wie viele Nullen angehängt werden müssen.
Bedeutung der letzten Ziffer
Die letzte Ziffer gibt an, mit welchem Wert der 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 ist 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
Die LED sollte ungefähr jede Sekunde blinken.
In diesem Fall blinkt die LED nicht. Sie ist etwas dunkler.
Frequenz
Die Anzahl der Blinkvorgänge einer LED pro Sekunde wird als Frequenz bezeichnet. Sie wird in Hertz (Hz) gemessen. Eine LED, die einmal pro Sekunde blinkt, blinkt mit 1Hz.
Normalerweise arbeiten wir in der Elektronik mit sehr hohen Frequenzen. Digitalschaltungen arbeiten oft mit Frequenzen im Bereich von Megahertz, d.h. Millionen Hertz (MHz) oder sogar GHz.
1000Hz = 1kHz
1000000Hz = 1000kHz = 1MHz
1000000kHz = 1000MHz = 1GHz
Höhere Frequenz
Wenn wir einen Kondensator mit einer kleinen Kapazität von C=1nF einsetzen, leuchtet die LED immer. Sie blinkt so schnell, dass wir kein Blinken erkennen können. Die Frequenz beträgt etwa 500Hz (bei R1=R2=100kΩ).
- Zur Berechnung der Frequenz, der Widerstände R1, R2 und des Kondensators C kann das Tool Astabiler Timer 555 verwendet werden.