Anschrift eMail
Home | HobbyElektronik | Elektroniklabor | Links | Impressum | AGB | Haftungsausschluß | Aktuell: 30.09.2011

Timer-Baustein 555

Anschluß-Beschreibung
1: GND = Ground
2: TRIG = Eingang Trigger, untere Schwelle, < 1/3 = ein
3: OUT = Ausgang, aktiv Plus, inaktiv GND, ca. 200 mA
4: RES = Eingang Reset bei < 0,7 Volt
5: CV = Eingang Control Voltage, Comperator-Schwellen
6: THR = Eingang Thereshold, obere Schwelle, > 2/3 = aus
7: DIS = Ausgang DisCharge für Kondensator-Entladung
8: VCC = Versorgungs-Spannung je nach Hersteller 3...18 Volt
 
Zeit-Berechnung
Die Zeitkonstante Tau [τ] in Sekunden ergibt sich aus:
Zeit = Widerstand * Kapazität * 1,1 = R * C * 1,1
Widerstand R in MegaOhm [MΩ]
Kapazität C in MikroFarad [μF]
Der 555 besteht im Wesentlichen aus zwei Comparatoren (Vergleicher) und einem R/S-Flip-Flop (R=Rücksetzen / S=Setzen).
Drei gleiche Widerstände in Reihe zwischen Versorgungs-Spannung und GND bilden die internen Spannungswerte für die obere und untere Schwelle. Die untere Schwelle liegt bei 1/3, die obere Schwelle bei 2/3 der Versorgungs-Spannung.
 
1. Sinkt die Spannung am Trigger-Eingang unter 1/3 der Versorgungs-Spannung, wird das Flip-Flop durch den Vergleicher am S-Eingang gesetzt. Zum Ausgang wird Plus durchgeschaltet und DisCharge wird hochohmig, unabhängig vom Pegel am Thereshold-Eingang.
 
2. Steigt die Spannung am Thereshold-Eingang über 2/3 der Versorgungsspannung, wird das Flip-Flop durch den Vergleicher am R-Eingang rückgesetzt. GND wird zum Ausgang und nach DisCharge durchgeschaltet.
 

Bei Anlegen einer Spannung unter 0,7 Volt am Reset-Eingang, wird GND zum Ausgang und nach DisCharge durchgeschaltet, unabhängig von den Pegeln der anderen Eingänge.
Durch Anlegen einer Spannung oder Anschluß eines Widerstandes von Plus oder GND können am Control-Voltage-Eingang die Schwellwerte in einem kleinen Bereich verändert werden.
 
In den folgenden Schaltungen muß R1 vorhanden sein, damit bei niederohmigem DisCharge-Ausgang und 0 Ohm Poti-Einstellung kein Kurzschluß entsteht. Hinter R1 wechselt der Pegel zwischen Plus (über R1) und GND (über DisCharge) zum Laden und Entladen des Kondensators C1.
R3 ist ein PullUp-Widerstand für den Reset-Eingang. Bei vorhandenem Reset-Taster ist er erfoderlich. Ohne Reset-Taster kann der Reset-Eingang direkt mit Plus verbunden werden. Ich empfehle einen PullUp-Widerstand.
C2 dient zur Glättung der internen Comparator-Spannungen und zum Abblocken von Spitzen. Der Wert ist unkritisch.
Da der Timer-Baustein steile Flanken erzeugt, empfehle ich einen Blockkondensator 100 nF unmittelbar am Plus- und GND-Pin des 555.
Der 555 als bistabile Kippstufe / Flip-Flop Ein weiteres Beispiel für eine bistabile Kippstufe
Mit dem EIN-Taster wird der Trigger-Eingang unter die 1/3 Schwelle gebracht; der Ausgang geht auf High-Pegel.
Erst wenn mit AUS-Taster der Thereshold-Eingang über die 2/3 Schwelle gebracht oder der Reset-Taster betätigt wird, geht der Ausgang wieder zurück auf Low-Pegel.
Über den Spannungsteiler R4 und R5 liegt am Trigger- und Thereshold-Eingang 1/2 Versorgungs-Spannung; die 1/3 Schwelle wird nicht unterschritten und die 2/3 Schwelle nicht überschritten.
Erst wenn der Umschalter betätigt wird, kommt es zu einer Unter- oder Überschreitung; der 555 kippt entsprechend.
Der "klassische Fall" des 555, die monostabile Kippstufe Weitere Variante der monostabilen Kippstufe
Wird der Taster betätigt, sinkt der Trigger-Eingang unter die 1/3 Schwelle. Der Ausgang wird High, der DisCharge-Ausgang hochohmig und C1 wird über R1 und P1 aufgeladen. Sobald die obere 2/3 Schwelle überschritten wird, geht der Ausgang auf Low und der DisCharge-Ausgang wird zum Entladen des Kondensators leitend.
Wird die Diode D3 eingesetzt, beginnt der Ladevorgang erst, wenn der Taster losgelassen wird.
Hier spielt es keine Rolle, wie lange der Taster betätigt wird.
Im Gegensatz zum Schaltplan links erfolgt hier die Triggerung über den Kondensator C4. C4 hat durch R4 und R5 auf beiden Seiten Plus-Pegel und ist entladen. Bei Taster-Betätigung wird die linke Seite von C4 auf GND gezogen. Da ein entladener Kondensator niederohmig ist, nimmt er kurzzeitig auf der rechten Seite Low-Pegel an und triggert den 555. Wenn C4 aufgeladen ist, wird C4 hochohmig und der Trigger-Eingang bekommt über R4 High-Pegel.
Der 555 als astabile Kippstufe / Multivibrator Astabile Kippstufe mit einstellbarer Ein- / Aus-Zeit
Ist der DisCharge-Ausgang hochohmig, wird C1 über R1, P2 und R2 aufgeladen. Sobald die 2/3 Schwelle überschritten ist, wird der Ausgang Low und DisCharge niederohmig. Nun wird C1 über P2 und R2 wieder entladen, bis die 1/3 Schwelle unterschritten ist. Der Ausgang wird High, DisCharge hochohmig, .... Bei dieser Schaltung kann die Ein- und Aus-Zeit getrennt eingestellt werden. Die Aufladung von C1 erfolgt über P2 / D2 (Ein-Zeit) und die Entladung über P1 / D1 (Aus-Zeit).
Für D1 und D2 empfehle ich Schottky-Dioden, obwohl die Schaltung auch mit normalen Dioden funktioniert.
Der 555 erzeugt PWM-Signal Der 555 als Schmitt-Trigger
Bei dieser Schaltung wird ein Rechecksignal erzeugt, dessen Takt- / Pausen-Verhältnis (Ein- / Aus-Zeit) mit P1 zwischen ca. 5 und 95 % eingestellt werden kann.
Die Aufladung von C1 erfolgt über D2 und dem 2. Teil-Widerstand von P1 (Takt-Zeit) und die Entladung über D1 und dem 1. Teil-Widerstand von P1 (Pausen-Zeit).
Der Timer ist auch als Schmitt-Trigger einsetzbar. Werden Trigger- und Thereshold-Eingang verbunden und eine analoge Spannung angeschlossen, dann schaltet der 555 unter der 1/3 Schwelle ein und über der 2/3 Schwelle wieder aus; die Hysterese ist somit 1/3 der Versorgungs-Spannung. Über C4 werden Wechselspannungen entkoppelt. D1 und D2 begrenzen auf Vcc bzw. GND.
Ausgangs-Beschaltungen 1 Ausgangs-Beschaltungen 2
1. Da der 555 bei EIN den Plus und bei AUS den GND zum Ausgang durchschaltet, können Lasten bis ca. 200 mA nach Plus und / oder Minus angeschlossen werden.
2. Bei High-Pegel schaltet ein NPN-Transistor den GND zur Last.
3. Bei Low-Pegel schaltet ein PNP-Transistor den Plus zur Last.
1. Beim Anschluß von Relais ist an jede Relaisspule eine Freilauf-Diode anzuschließen. Eine Relaisspule ohne Diode ist für jeden schaltenden Halbleiter "tödlich".
2. Bei High-Pegel schaltet ein NPN-Transistor das Relais ein.
3. Mit FET's können große Ströme geschaltet werden.
Der 555 als Wandler von +15 V auf +27 V Der 555 Wandler von +15 V auf -12 V
Der 555 erzeugt für die nachfolgende Verdoppler- / Gleichrichter- Schaltung ein 20 kHz Rechtecksignal. Bei einem maximalen Strom von ca. 80 mA kann eine fast verdoppelte Versorgungsspannung von 27 V entnommen werden. In dieser Schaltung wird der Kondensator nicht über DIS, sondern über OUT umgeladen. Der 555 erzeugt für die nachfolgende Verdoppler- / Gleichrichter- Schaltung ein 20 kHz Rechtecksignal. Bei einem maximalen Strom von ca. 80 mA kann eine negative Spannung von ca. -12 V entnommen werden. In dieser Schaltung wird der Kondensator nicht über DIS, sondern über OUT umgeladen.
Der 555 als Sägezahn-Generator Der 555 als Dreieck-Generator
Am Pin 2 bzw. 6 entsteht ein Sägezahn-Signal. Es hat einen Pegel von 1/3...2/3 der Versorgungsspannung und sollte möglichst hochohmig abgegriffen werden. Das Signal entsteht durch das wechselnde Laden und Entladen des Kondensators. Am Pin 2 bzw. 6 entsteht ein Dreieck-Signal. Es hat einen Pegel von 1/3...2/3 der Versorgungsspannung und sollte möglichst hochohmig abgegriffen werden. Das Signal entsteht durch das wechselnde Laden und Entladen des Kondensators.
Seitenanfang

Schrittmotor-Rampen mit Timer-Baustein 555

Um einen Schrittmotor unter Last auf eine hohe Drehzahl beschleunigen und abbremsen zu können, sind sogenannte Rampen erforderlich.
Diese Schaltung erzeugt für einen Schrittmotor bzw. dessen Endstufe beide Rampen.
Nach dem Start wird eine ansteigende Rampe erzeugt, wobei die Takt-Frequenz von 0 bis zur Maximal-Frequenz (max. Drehzahl) in einer bestimmten Zeit (Beschleunigung) ansteigt.
Bei Stopp wird eine abfallende Rampe erzeugt, wobei die Takt-Frequenz in der eingestellten Zeit bis auf Null abgesenkt wird.
Das Erreichen der Maximal-Frequenz wird am Ausgang "Ein" durch Low-Pegel signalisiert,
der Stillstand am Ausgang "Aus".
Der 555 erzeugt eine Frequenz abhängig von einer geregelten Konstantstrom-Quelle, die von einem OpAmp gesteuert wird.
 
Ein-/Ausgangs-Beschreibung
Eing. Start: Low-Pegel hält den Motor an,
          5 Volt High-Pegel startet den Motor
Ausg. Aus#: Wird Low bei Stillstand
Ausg. Ein#: Wird Low bei max. Drehzahl
Ausg. Takt: Takt-Ausgang mit TTL-Pegel
Seitenanfang