555-Timer-Rechner
Berechne Frequenz, Periode und Tastverhältnis eines astabilen 555-Oszillators oder die Impulsbreite eines monostabilen 555-Monoflops — mit einem Timing-Diagramm, das du wirklich sehen kannst.
Freilaufender Oszillator. R1 und R2 bestimmen die Ladezeit, R2 allein die Entladezeit, und C legt die Gesamtgeschwindigkeit fest.
Über den 555-Timer-Rechner
Der 555-Timer ist die meistgebaute integrierte Schaltung aller Zeiten — ein winziger 8-poliger Chip, der aus zwei Widerständen und einem Kondensator eine präzise Uhr, einen Blinker, einen Tongenerator oder eine Verzögerung macht. Dieser Rechner deckt seine beiden klassischen Konfigurationen ab. Im astabilen Modus läuft der 555 als Oszillator frei: Aus R1, R2 und dem Zeitkondensator C berechnet er die Ausgangsfrequenz f = 1.44 / ((R1 + 2·R2)·C), die Periode, die HIGH- und LOW-Zeiten sowie das Tastverhältnis (R1 + R2) / (R1 + 2·R2). Im monostabilen Modus (Monoflop) erzeugt ein einzelner Trigger einen Ausgangsimpuls der Breite T = 1.1·R·C. Zu jedem Ergebnis gehört ein maßstabsgetreues Timing-Diagramm, sodass du Tastverhältnis und Impulslänge sehen kannst, statt nur eine Zahl abzulesen — ideal für Maker, Hobbyisten, Elektronikschüler und alle, die einen NE555, TLC555 oder 7555 auf dem Steckbrett für ein Arduino- oder Mikrocontroller-Projekt aufbauen.
So verwendest du diesen Rechner
- 1 Wähle Astabil für einen freilaufenden Oszillator oder Monostabil für einen einzelnen getriggerten Impuls.
- 2 Gib im astabilen Modus R1, R2 und den Zeitkondensator C ein, jeweils mit eigener Einheit (Ω/kΩ/MΩ und pF/nF/µF/mF).
- 3 Gib im monostabilen Modus den Zeitwiderstand R und den Kondensator C ein.
- 4 Lies Frequenz, Periode, Tastverhältnis und HIGH-/LOW-Zeiten (oder die Impulsbreite) ab und betrachte das Timing-Diagramm, um das Ergebnis auf einen Blick zu erfassen.
Wie die 555-Timer-Formeln funktionieren
Ein 555 hat zwei Komparatoren, die die Kondensatorspannung bei 1/3 und 2/3 der Versorgungsspannung überwachen — deshalb trägt jedes Intervall einen Faktor ln(2) ≈ 0.693. Astabil (freilaufend): tH = 0.693 · (R1 + R2) · C — Ausgang HIGH, während C über R1 + R2 lädt tL = 0.693 · R2 · C — Ausgang LOW, während C über R2 entlädt Periode = tH + tL, Frequenz = 1 / Periode = 1.44 / ((R1 + 2·R2)·C) Tastverhältnis = tH / Periode = (R1 + R2) / (R1 + 2·R2) Da R1 immer im Ladepfad liegt, aber nie im Entladepfad, liegt das Tastverhältnis eines einfachen astabilen Aufbaus stets über 50%. Eine Diode parallel zu R2 lässt Laden und Entladen über getrennte Widerstände laufen — so erreicht man ein Tastverhältnis von 50% (oder darunter). Monostabil (Einzelimpuls): Eine fallende Flanke am Trigger-Eingang startet einen Impuls der Breite T = 1.1 · R · C (der Faktor 1.1 ist ln(3) ≈ 1.0986); danach bleibt der Ausgang LOW bis zum nächsten Trigger.
Häufig gestellte Fragen
Wie lautet die Formel für die astabile Frequenz des 555-Timers?
Die astabile Ausgangsfrequenz ist f = 1.44 / ((R1 + 2·R2)·C). Sie ergibt sich aus den Lade- und Entladezeiten: Der Ausgang ist für tH = 0.693·(R1 + R2)·C HIGH, während der Kondensator über R1 und R2 lädt, und für tL = 0.693·R2·C LOW, während er nur über R2 entlädt. Die Periode ist tH + tL = 0.693·(R1 + 2·R2)·C, und da 1 / 0.693 ≈ 1.44 ist, vereinfacht sich die Frequenz zu 1.44 / ((R1 + 2·R2)·C).
Wie erreiche ich mit einem 555 ein Tastverhältnis von 50%?
Ein einfacher astabiler 555 erreicht nie ganz ein Tastverhältnis von 50%, denn das Tastverhältnis ist (R1 + R2) / (R1 + 2·R2), was stets größer als 50% ist, solange R1 über null liegt. Macht man R1 deutlich kleiner als R2, kommt man nahe an 50% heran, aber nie genau. Um exakt 50% — oder ein Tastverhältnis unter 50% — zu erreichen, schaltet man eine Diode parallel zu R2, sodass der Kondensator über R1 lädt und über R2 entlädt; so lassen sich HIGH- und LOW-Zeit unabhängig einstellen.
Was ist der monostabile (Einzelimpuls-)Modus des 555?
Im monostabilen Modus bleibt der Ausgang des 555 LOW, bis eine fallende Flanke am Trigger-Pin eintrifft. Dieser einzelne Trigger schaltet den Ausgang für einen festen Impuls der Breite T = 1.1·R·C auf HIGH, danach kehrt er auf LOW zurück und wartet auf den nächsten Trigger. Verwendet wird das für die Entprellung von Schaltern, zeitgesteuerte Verzögerungen, die Erkennung fehlender Impulse und um einen kurzen Tastendruck in einen Impuls fester Länge umzuwandeln.
Welchen Kondensator brauche ich für einen 555-Blinker mit 1 Hz?
Für einen astabilen Aufbau mit 1 Hz muss das Zeitprodukt (R1 + 2·R2)·C = 1.44 erfüllen, da f = 1.44 / ((R1 + 2·R2)·C). Mit einem 10 µF-Kondensator bedeutet das R1 + 2·R2 ≈ 144 kΩ — zum Beispiel ergibt R1 = 4.7 kΩ mit R2 ≈ 68 kΩ nahezu 1 Hz. Ein größerer 100 µF-Kondensator senkt den Gesamtwiderstand auf etwa 14.4 kΩ, während ein kleiner 1 µF-Kondensator rund 1.44 MΩ benötigen würde. Größere Kondensatoren erlauben kleinere, gängigere Widerstandswerte für langsame Blinkraten.
Verwandte Elektronik-Tools
Der 555-Timer steht im Zentrum des Elektronik-Bereichs: Nutze den Kondensator-Code-Rechner, um den aufgedruckten Wert des Zeitkondensators zu entschlüsseln, den Widerstand-Farbcode-Rechner, um R1 und R2 abzulesen oder zusammenzustellen, das Ohmsche Gesetz für die umgebende Schaltung und den LED-Vorwiderstand-Rechner, wenn der 555-Ausgang eine LED treibt.
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