Drei 555-Projekte: Tonimpuls-Generator, Durchgangsprüfer und Temperaturregler

Der 555-Timer-IC, Anfang der 1970er-Jahre vorgestellt, zählt nach wie vor zu den bekanntesten und am häufigsten eingesetzten Analog-ICs der Elektronikgeschichte. In diesem Artikel zeigen wir anhand von einigen einfachen und vollständig getesteten 555-Projekten,  warum der Klassiker immer noch fasziniert – ganz ohne Programmierung!

Warum 555-Projekte?

Ganz einfach: 555-Projekte sind spannend und lehrreich! 

Letztes Wochenende stieß ich beim Durchblättern von Dogan Ibrahims Buch, Das Buch der 555-Timer-Projekte, auf einige unterhaltsame und zugleich praktische Schaltungen, die ich gern weitergeben möchte. In diesem Artikel stelle ich drei Projekte vor, die den anhaltenden Reiz des klassischen 555-Timer-ICs unter Beweis stellen. Die folgenden Projekte stammen direkt aus dem von Elektor veröffentlichten Buch.

 

Projekt 1: Ton-Impulsgenerator

Diese Schaltung besteht aus einem Drucktaster und einem Summer. Nach dem Drücken und Loslassen des Tasters erzeugt sie einen Ton mit fester Frequenz für eine definierte Zeitdauer.   

Die Schaltung ist als astabile Kippstufe mit einer festen Frequenz von 296 Hz konfiguriert (diese kann leicht durch Ändern der Zeitgeber-Widerstände R1 und R2 sowie des Kondensators C1 angepasst werden). Der Reset-Pin (Pin 4) ist mit dem Taster verbunden. Solange der Schalter nicht gedrückt wird, liegt Pin 4 auf einem niedrigen Pegel. Das setzt den Timer zurück und der Ausgang bleibt auf Low.

Beim Drücken des Tasters wird der Reset-Pin mit +9 V verbunden. Dadurch startet der Timer, und der Ton wird am Ausgang erzeugt und an den Summer weitergegeben. Gleichzeitig lädt sich der Kondensator C2 über den Widerstand R3 auf. Nach dem Loslassen des Tasters wird die Verbindung zur Versorgungsspannung getrennt, aber der Reset-Eingang bleibt durch den geladenen Kondensator weiterhin auf High, sodass die Tonausgabe weiterhin aktiv bleibt.

Nach einer gewissen Zeit entlädt sich C2 auf eine Spannung unterhalb des notwendigen Pegels für einen aktiven Reset, wodurch der Ausgang auf Low gesetzt wird und der Ton stoppt. Eine Erhöhung des Wertes von C2 verlängert die Dauer des Tonimpulses, während eine Verringerung des Wertes von C2 die Dauer entsprechend verkürzt.

  Stückliste (Bauteile):
 

• 1× 555-Timer-IC
• 1× 4,7-kΩ-Widerstand
• 1× 22-kΩ-Widerstand
• 1× 5,6-kΩ-Widerstand
• 1× 10-kΩ-Widerstand
• 1× 0,1-μF-Kondensator
• 1× 9-V-Batterie
• 1× Batterieclip
• 1× Steckbrett (Breadboard)
• 1× Summer (Buzzer)

  Das nebenstehende Bild zeigt das auf einem Steckbrett aufgebaute Projekt. Um es zu testen, schließen Sie die Batterie an die Schaltung an. Drücken und lassen Sie die Taste los – Sie sollten einen kurzen Tonimpuls aus dem Summer hören.

Projekt 2: Durchgangsprüfer

Betrachten wir eine einfache Durchgangsprüfer-Schaltung mit einem passiven Summer als Ausgang. Die Schaltung ist als astabiler Multivibrator mit einer Frequenz von etwas über 2 kHz konfiguriert. Der Summer ertönt, sobald die Prüfspitzen eine elektrische Verbindung (Durchgang) erkennen.
  Mit Hilfe des Online-Rechners wurden die Timing-Komponenten für einen Ausgang von etwa 2 kHz berechnet, und zwar wie folgt:

R1 = 10 kΩ
R2 = 10 kΩ
C1 = 20 nF

Siehe den Schaltplan.
  Die Komponenten sind:
 

• 1× 555 Timer-Chip
• 2× 10 kΩ-Widerstand
• 1× 20 nF-Kondensator
• 1× passiver Summer
• 1× 0.01 μF-Kondensator
• 1× 9-V-Batterie
• 1× Batterieclip
• 1× Steckbrett (Breadboard)

  Das Projekt wurde auf einem kleinen Breadboard aufgebaut. Hinweis: In dem Projekt werden zwei 10-nF-Kondensatoren parallel verwendet. Zum Testen schließen Sie die Schaltung an eine Batterie an. Der Summer sollte ertönen, wenn sich die Messfühler berühren.

Projekt 3: Temperaturregler

Brauchen Sie einen Temperaturregler? In diesem Projekt wird ein Thermistor zur Messung der Temperatur verwendet. Der Thermistor wird in einem geschlossenen Raum (oder Ofen) platziert. Ein Relais ist am Ausgang des 555-Timers angeschlossen und schaltet einen Heizwiderstand ein, sobald es aktiviert wird. Das Relais wird eingeschaltet, wenn die Temperatur unter einem bestimmten Wert fällt. Wenn die Temperatur über den eingestellten Wert steigt, wird das Relais deaktiviert, wodurch die Heizung abgeschaltet wird und die Temperatur sinkt. Dieser Vorgang wiederholt sich und ermöglicht so eine einfache, temperaturgesteuerte Regelung im Raum.
 
Der Thermistor ist mit dem oberen Teil des 555-Timers verbunden. Bei niedriger Temperatur besitzt der Thermistor einen hohen Widerstand, wodurch die Spannung am Knotenpunkt von Pin 2 und Pin 6 hoch ist. In diesem Zustand ist der Ausgang des Timers Low, was den Summer aktiviert. Wenn die Temperatur den gewünschten Auslösepunkt erreicht, sinkt die Spannung an Pin 2 und 6. Der Timer-Ausgang wechselt auf High, wodurch das Relais und damit der Heizwiderstand deaktiviert werden.


Die Schaltung enthält folgende Bauteile:
 

• 1× 555-Timer-IC
• 1× 47 kΩ Potentiometer
• 1× 5-V-Relais
• 1× 0.01 μF Kondensator
• 1× aktiver Summer
• 1× 9-V-Batterie
• 1× Batterieclip
• 1× Breadboard
• 1× Thermistor

Sehen Sie sich den Schaltplan an. Beachten Sie, dass das Relais im stromsenkenden Modus angeschlossen ist.
Um das Projekt zu testen, stellen Sie das Potentiometer so ein, dass das Relais deaktiviert wird, wenn die gewünschte Temperatur erreicht ist.

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