3-Bit Binaire Teller met 555 Timer en 4027 Flip-Flops

Onderdelen & Materialen

• 555 timer IC (Radio Shack catalogus # 276‑1723)
• 1N914 "schakel" diode (Radio Shack catalogus # 276‑1122)
• Twee 10 kΩ weerstanden
• 100 µF condensator (Radio Shack catalogus # 272‑1028)
• 4027 dubbele J‑K flip-flop (Radio Shack catalogus # 900‑4394)
• Tien-segment bargraf LED (Radio Shack catalogus # 276‑081)
• Drie 470 Ω weerstanden
• 6 V batterij

Let op! De 4027 IC is CMOS en zeer gevoelig voor statische ontlading. Behandel met anti-statische voorzorgsmaatregelen.

Naslagwerken

• Lessons In Electric Circuits, Deel 4, Hoofdstuk 10: "Multivibrators"
• Lessons In Electric Circuits, Deel 4, Hoofdstuk 11: "Tellers"

Leerdoelen

• Een 555 timer configureren als stabiele blokgolf-oscillator.
• Een asynchrone afteller ontwerpen met een paar J‑K flip-flops.

Schematisch Diagram

Illustratie

Instructies

Dit circuit bereikt een 3-bit binaire teller met slechts twee J‑K flip-flops. De 555 timer's uitgang levert de minst-significante bit (LSB), waardoor de teller door het patroon 111 → 110 → 101 → 100 → 011 → 010 → 001 → 000 en terug naar 111 cycelt. Hoewel een opteller mogelijk is, zou dit extra componenten en complexiteit vereisen.

De 555 timer is geconfigureerd als een langzame, 50 % duty-cycle blokgolf-oscillator. Een 1N914 diode omzeilt de lagere weerstand tijdens de oplaadfase van de condensator, wat de oplaadtijdconstante van 2RC naar RC reduceert en een schone, symmetrische golfvorm garandeert.

We raden aan het circuit in fasen te bouwen: eerst de 555 timer monteren, dan de uitgang verifiëren met de LSB LED. Bevestig dat de LED even lang aan en uit blijft en dat de golfvorm stabiel is. Zodra de oscillator geverifieerd is, plaats de 4027 IC en voltooi de overige verbindingen. Het testen van elk sub-circuit voordat het gehele assembly gevoed wordt, reduceert troubleshooting-tijd drastisch en verbetert betrouwbaarheid.

Volg deze stappen om de teller te monteren:

1. Bouw de 555 Timer. Verbind de 555 volgens het schema, met de 1N914 diode en 10 kΩ weerstanden. Voed het met de 6 V batterij en observeer de LSB LED.
2. Verifieer Oscillatie. De LED zou op een langzame, vaste snelheid moeten knipperen. Als de knippering onregelmatig of afwezig is, controleer de diode, weerstanden en condensatorwaarden.
3. Plaats de 4027 IC. Zet de 4027 op het breadboard, respecteren pin-out en minimaliseer statische blootstelling.
4. Bedraad de Teller. Verbind de 555 uitgang met de J‑K flip-flop klokingang. Bedraad de flip-flop uitgangen naar de overige LEDs en de volgende flip-flop trap volgens het schema.
5. Test het Volledige Circuit. Voed de hele assembly. Observeer de LED-reeks: 111 → 110 → … → 000. Als de reeks correct is, functioneert de teller.
6. Debug indien Nodig. Als de reeks onjuist is of de LEDs niet updaten, controleer de flip-flop verbindingen, logica-niveaus en voeding.

Door deze modulaire aanpak te volgen, krijg je vertrouwen in troubleshooting en demonstreer je een solide begrip van oscillator-ontwerp en asynchrone tellerlogica.