CMOS 555 Lange-Duur Blauwe LED Flasher – Praktische 555 Astable Circuit Tutorial

Componenten & Materialen

• 2 × AAA batterijen
• Batterijclip (Radio Shack #270‑398B)
• U1 – 1 CMOS TLC555 timer IC (Radio Shack #276‑1718 of equivalent)
• Q1 – 2N3906 PNP transistor (Radio Shack #276‑1604 of equivalent)
• Q2 – 2N2222 NPN transistor (Radio Shack #276‑1617 of equivalent)
• CR1 – 1N914 diode (Radio Shack #276‑1122 of equivalent – zie notities)
• D1 – Blauwe LED (Radio Shack #276‑311 of equivalent)
• R1 – 1,5 MΩ ¼ W 5 % weerstand
• R2 – 47 kΩ ¼ W 5 % weerstand
• R3 – 2,2 kΩ ¼ W 5 % weerstand
• R4 – 620 Ω ¼ W 5 % weerstand
• R5 – 82 Ω ¼ W 5 % weerstand
• C1 – 1 µF tantalum condensator (Radio Shack #272‑1025 of equivalent)
• C2 – 100 µF elektrolytische condensator (Radio Shack #272‑1028 of equivalent)
• C3 – 470 µF elektrolytische condensator (Radio Shack #272‑1030 of equivalent)

Naslagwerken

• 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 3, Hoofdstuk 4 – "Bipolaire Transistoren"
• Lessons In Electric Circuits, Deel 3, Hoofdstuk 9 – "Elektrostatische Ontlading"
• Lessons In Electric Circuits, Deel 4, Hoofdstuk 10 – "Multivibrators"

Leerdoelen

• RC tijdconstante-principes toepassen in een echt circuit
• Een 555 timer implementeren in een astable multivibrator configuratie
• Duty cycle begrijpen en de impact op LED-pulseren
• ESD-gevoelige componentafhandeling oefenen
• Transistoren gebruiken om stroomversterking te boosten en de IC te beschermen
• Een condensator einsetzen om de spanning tijdelijk te verdubbelen voor een hoge-Vf LED

Schematisch Diagram

Illustratie

Instructies

Omdat de CMOS 555 IC hoog gevoelig is voor statische ontlading, bescherm het met een statische-ontlading-huls of een geaarde grounding-strap zoals beschreven in Lessons In Electric Circuits, Deel 3, Hoofdstuk 9.

Blauwe LEDs hebben een voorwaartsspanning van ongeveer 3,6 V, wat de 3 V van twee AAA-cellen overschrijdt. Het circuit gebruikt een timing-condensator (C3) om de spanning tijdelijk te boosten, zodat de LED kan knipperen voor 30 ms pulsen.

Het ontwerp werkt ook met een enkele 1,5 V cel. In dat geval, vervang R5 door een 10 Ω weerstand en gebruik een rode LED. Het LM3909-gebaseerde prototype dat dit bord inspireerde, werkte meer dan een jaar op een enkele D-cel.

CR1's rol is simpelweg om de spanning te clampen; elke silicium- of Schottky-diode zal adequate prestaties leveren. Lagere-val diodes (bijv. Schottky) verbeteren de efficiëntie en LED-helderheid.

Theorie van Werkting

Wanneer Q2 uit staat, laadt C3 op tot de batterijspanning min de diodedaal, wat de blauwe LED isoleert. Bij het aanzetten van Q2, wordt de negatieve kant van C3 naar –2,4 V getrokken, wat de diode omkeert en de opgeslagen energie laat ontladen via R5 en de LED, wat een 5,4 V puls creëert die de LED verlicht.

Omdat C3 snel ontlaadt, is de LED alleen zichtbaar tijdens de korte puls. Leckstroom bij 3 V kan een zwakke gloed produceren wanneer de LED nominaal uit staat, een veelvoorkomende real-world observatie.