Was ist ein Timer-IC, wie der 555-Timer?

Timer-IC 555, ein vielseitiger Chip in der Elektronik, steuert Zeitfunktionen. Erklärt Aufbau, Funktionsweise und Anwendungen in Schaltungen.

Was ist ein Timer-IC, wie der 555-Timer?

Ein Timer-IC, wie der 555-Timer, ist ein integrierter Schaltkreis (IC), der häufig in elektronischen Schaltungen verwendet wird, um präzise Zeitsteuerungsfunktionen zu realisieren. Es handelt sich um eines der am häufigsten verwendeten ICs in der Elektronik und wird in vielen Anwendungen eingesetzt, von einfachen Blinkschaltungen bis hin zu komplexen Timern und Oszillatoren.

Aufbau und Funktionsweise des 555-Timers

Der 555-Timer-IC besteht aus 23 Transistoren, 2 Dioden und 16 Widerständen in einem 8-poligen Gehäuse (DIP8). Die Hauptbestandteile des 555-Timers beinhalten:

• Zwei Spannungsteiler, die aus drei gleichen Widerständen bestehen und eine Spannungsreferenz bilden.
• Zwei Komparatoren, die die Eingangsspannungen vergleichen.
• Ein Flip-Flop, das den Ausgangszustand speichert.
• Ein Entladetransistor, der den Zeitpunkt für die Entladung eines externen Kondensators bestimmt.

Die Pins des 555-Timers sind wie folgt belegt:

1. Pin 1 (GND): Masseanschluss.
2. Pin 2 (Trigger): Eingangssignal für die Auslösung. Ein niedriger Pegel (¹/₃ der Versorgungsspannung) startet den Timer.
3. Pin 3 (Output): Ausgangssignal. Dieser Pin steuert die angeschlossene Last.
4. Pin 4 (Reset): Setzt den Timer zurück. Ein niedriger Pegel deaktiviert den Timer.
5. Pin 5 (Control Voltage): Modulation der Referenzspannung (oft unbenutzt und mit einem Kondensator gegen Masse verbunden).
6. Pin 6 (Threshold): Überwachung der Spannung an einem externen Kondensator. Ein hoher Pegel (> ²/₃ der Versorgungsspannung) setzt den Timer zurück.
7. Pin 7 (Discharge): Entladung eines externen Kondensators durch den Entladetransistor.
8. Pin 8 (V_CC): Versorgungsspannung.

Betriebsarten des 555-Timers

Der 555-Timer kann in drei verschiedenen Betriebsarten verwendet werden:

• Monostabiler Betrieb: Hier fungiert der 555-Timer als Einzelschuss-Timer. Bei einem Trigger-Eingang gibt der Ausgang einen einzelnen Puls aus.
• Astabiler Betrieb: Der Timer funktioniert als Oszillator und erzeugt kontinuierlich rechteckige Wellenformen (freilaufender Multivibrator).
• Bistabiler Betrieb: Der 555-Timer schaltet zwischen zwei stabilen Zuständen ein und aus, abhängig von den Eingangssteuerungen (Flip-Flop-Modus).

Anwendungen des 555-Timers

Der 555-Timer findet in einer Vielzahl von Anwendungen Verwendung:

• Timer für Verzögerungsschaltungen
• Blinklichtsteuerungen
• PWM-Signalgeber (Pulsweitenmodulation)
• Tonfrequenzgeneratoren
• Bereitstellung von Impulsen in Schaltkreisen
• Zähler und Schaltungen zur Frequenzteilung

Insgesamt ist der 555-Timer ein äußerst vielseitiger und einfach zu handhabender Baustein, der in vielen elektronischen Projekten und Anwendungen eingesetzt werden kann, um zeitgesteuerte Funktionen zu realisieren.