Een 555 Monostable Multivibrator Bouwen

Deze beginnersvriendelijke tutorial begeleidt je door het simpelste 555 timer circuit, de monostable multivibrator. Je leert hoe de interne flip-flop van de 555 een enkele-puls uitgang controleert, hoe het timing-interval te berekenen, en waarom het ontwerp immuun is voor voedingsspanningsvariaties.

Onderdelen en Materialen

• 1× 9V batterij
• Batterijclip (Radio Shack #270‑325)
• Mini hook clips (gesoldeerd aan batterijclip, Radio Shack #270‑372)
• Horloge met secondenwijzer of stopwatch
• 11/2″‑tot‑2″ draad (3,8 mm tot 5 mm), dubbelgevouwen (rode draad in illustratie)
• U1 – 555 timer IC (Radio Shack #276‑1723)
• D1 – Rode LED (Radio Shack #276‑041 of equivalent)
• D2 – Groene LED (Radio Shack #276‑022 of equivalent)
• R1, R2 – 1 kΩ, ¼W weerstanden
• Rt1 – 27 kΩ, ¼W weerstand
• Rt2 – 270 kΩ, ¼W weerstand
• C1, C2 – 0,1 µF condensators (Radio Shack #272‑1069 of equivalent)
• Ct – 10 µF condensator (Radio Shack #272‑1025 of equivalent)
• Ct – 100 µF condensator (Radio Shack #272‑1028 of equivalent)

Naslagwerken

• Lessons In Electric Circuits, Deel 1, hoofdstuk 13: "Elektrische velden en capaciteit"
• Lessons In Electric Circuits, Deel 1, hoofdstuk 13: "Condensators en calculus"
• Lessons In Electric Circuits, Deel 1, hoofdstuk 16: "Spanning en stroom berekeningen"
• Lessons In Electric Circuits, Deel 1, hoofdstuk 16: "Oplossen voor onbekende tijd"
• Lessons In Electric Circuits, Deel 4, hoofdstuk 10: "Monostable multivibrators"

Leerdoelen

• De werking van een monostable multivibrator begrijpen.
• Het RC tijdconstante-concept toepassen in een praktisch circuit.
• De 555 timer configureren als een niet-retriggerbare monostable multivibrator.

Schematisch Diagram

Illustratie

Instructies

De 555 wordt vaak de "timer" IC genoemd vanwege circuits als deze. In de monostable modus zorgt een enkele laag-niveau triggerpuls ervoor dat de uitgang voor een vaste duur hoog gaat, bepaald door de externe weerstand en condensator.

De groene LED brandt wanneer de 555 uitgang hoog is, en de rode LED brandt wanneer hij laag is. Deze visuele cue helpt je het timing-gedrag te verifiëren.

Omdat het circuit niet-retriggerbaar is, worden eventuele extra triggerpulsen tijdens het timing-interval genegeerd – behalve voor een korte edge-only voorwaarde die adressered wordt door de signaalconditieweerstand en condensator (Rt en C1).

Om de timer te starten, verbind de trigger-pin (pin 2) met grond. De uitgang gaat hoog, en de timing-condensator (Ct) begint op te laden via Rt. Eenmaal Ct 2/3 V_CC bereikt, toggelt de interne flip-flop, trekt pin 7 hoog om Ct te ontladen en brengt de uitgang laag.

Voor een 3-seconde puls, kies Rt = 27 kΩ en Ct = 10 µF. Wissel deze waarden met Rt = 270 kΩ en Ct = 100 µF om ongeveer 30 seconden te bereiken. Let op dat tolerantievariaties (5% voor weerstanden, 20% voor condensators) de gemeten tijd tot 25% kunnen beïnvloeden.

De werking van de 555 is grotendeels onafhankelijk van de voedingsspanning. Het wisselen van de 9 V batterij voor een 6 V of 12 V voeding zal de pulsbreedte niet veranderen, hoewel de LED-helderheid kan variëren.

C2 is optioneel en beschermt het circuit voornamelijk tegen voedingslijn-ruis. In een schone omgeving kun je het weglaten zonder merkbaar effect.

Theorie van Werkting

Pin 7 is een transistor die normaal geleidt, Ct ontladen houdend. Wanneer pin 2 laag getrokken wordt, laten de interne comparators Ct opladen via Rt. Wanneer Ct 2/3 V_CC bereikt, verandert de 555's flip-flop van toestand, zet de transistor uit en laat Ct ontladen. De reeks van schakelingen kan gevisualiseerd worden in de bijbehorende golven.

Gerelateerde Werkbladen

• Timer Circuits