555 Timer Astable Oscillator: LED Demo & Duty Cycle Exploratie

Onderdelen & Materialen

• Twee 6‑V batterijen
• 0,1 µF niet-gepolariseerde condensator (Radio Shack #272‑135)
• 555 timer IC (Radio Shack #276‑1723)
• Twee LEDs (Radio Shack #276‑026 of equivalent)
• 1 MΩ weerstand
• 100 kΩ weerstand
• Twee 510 Ω weerstanden
• Audiodetector met hooftelefoons
• Oscilloscoop (aanbevolen maar niet vereist)

Een oscilloscoop helpt bij het analyseren van golven, maar een audiodetector is een praktische alternatief als er geen beschikbaar is.

Naslagwerken

Lessons In Electric Circuits, Deel 4, Hoofdstuk 10: "Multivibrators."

Leerdoelen

• De 555 timer demonstreren als astable multivibrator.
• Duty cycle uitleggen en berekenen.

Schematisch Diagram

Illustratie

Instructies

De 555 IC is een veelzijdige timer die kan functioneren als een astable multivibrator. Wanneer gekoppeld met een condensator en twee weerstanden zoals getoond, oscilleert hij vrij, produceerend een blokgolfuitgang die twee LEDs aan en uit zet.

Het circuit werkt door de condensator afwisselend op te laden en te ontladen. De 555 ontlaadt de condensator wanneer de spanning op de Threshold pin twee-derde van V_CC overschrijdt. De ontlading stopt wanneer de spanning op de Trigger pin onder een-derde van V_CC daalt, wat ervoor zorgt dat de condensatorspanning oscilleert tussen 1/3 en 2/3 V_CC in een zaagtandpatroon.

Tijdens de oplaadcyclus stroomt de stroom door de serie 1 MΩ en 100 kΩ weerstanden, wat een lange tijdconstante creëert. Wanneer de Discharge pin laag getrokken wordt door de interne transistor, ontlaadt de condensator via de 100 kΩ weerstand alleen, wat een veel kortere tijdconstante oplevert. De resulterende blokgolf heeft een "hoog" periode langer dan de "laag" periode, wat een duty cycle groter dan 50 % geeft.

De Output pin van de 555 is hoog (≈V_CC) tijdens het opladen van de condensator en laag (≈0 V) tijdens het ontladen. Dit wisselende signaal stuurt de twee LEDs in tegenovergestelde fasen, zodat de ene LED langer brandt dan de andere, wat de duty cycle weerspiegelt.

Gebruik de audiodetector of oscilloscoop om de golfvorm te visualiseren. Variëer de weerstands- en condensatorwaarden om veranderingen in frequentie en duty cycle te observeren.

Gerelateerd Werkblad

• Timer Circuits Werkblad