555-timer berekenen (astabiel en monostabiel)
Vul je waarden in. Het antwoord en de volledige uitgewerkte oplossing worden bijgewerkt terwijl je typt.
Resultaat
In de standaard astabiele schakeling is de duty cycle altijd boven 50%, omdat de condensator oplaadt via R₁ + R₂ maar alleen ontlaadt via R₂. Een diode over R₂ maakt duty cycles onder 50% mogelijk.
Ontwerp een 555-timerschakeling. In astabiele modus geeft de calculator de frequentie, de hoog- en laagtijd, de periode en de duty cycle uit R₁, R₂ en C; in monostabiele modus geeft hij de pulsbreedte uit R en C. Condensatoren kunnen in µF, nF of pF worden ingevoerd, en elke tijd wordt in een geschikte eenheid getoond.
Stapsgewijze oplossing
Laad- en ontlaadtijden
Frequentie en duty cycle
Belangrijke formules
- Hoog- en laagtijd van de astabiele schakeling
- tH = 0,693·(R1 + R2)·C, tL = 0,693·R2·C
- Frequentie van de astabiele schakeling
- f = 1/(tH + tL) ≈ 1,44/((R1 + 2R2)·C)
- Duty cycle
- D = tH/T = (R1 + R2)/(R1 + 2R2)
- Pulsbreedte van de monostabiele schakeling
- T = ln 3·R·C ≈ 1,1·R·C
Hoe bereken je de frequentie van een 555-timer
- Astabiel: de condensator laadt op via R₁ + R₂ en ontlaadt via R₂, tussen ⅓ en ⅔ van de voedingsspanning.
- Hoogtijd: t_H = ln 2 × (R₁ + R₂) × C ≈ 0,693 (R₁ + R₂) C.
- Laagtijd: t_L = ln 2 × R₂ × C ≈ 0,693 R₂ C.
- Frequentie: f = 1/(t_H + t_L) ≈ 1,44/((R₁ + 2R₂) C). Duty cycle: t_H/(t_H + t_L).
- Monostabiel: de uitgang blijft hoog gedurende T = ln 3 × R × C ≈ 1,1 RC na een trigger.
Vragen en antwoorden
Waarom is de duty cycle altijd boven 50%?
In de standaardschakeling laadt de condensator op via R₁ + R₂ maar ontlaadt alleen via R₂, dus de hoogtijd is altijd langer. Een diode over R₂ (anode op pin 7) overbrugt R₂ tijdens het laden en maakt duty cycles onder 50% mogelijk.
Verandert de voedingsspanning de frequentie?
Idealiter niet: de drempels zijn vaste fracties van de voeding, dus de timing hangt alleen af van R en C. In de praktijk drijft de frequentie licht met spanning en temperatuur.
Welke waarden van R en C zijn verstandig?
Houd R₁ en R₂ boven ongeveer 1 kΩ en onder ongeveer 1 MΩ, en C boven ongeveer 100 pF. Grote elektrolytische condensatoren hebben ruime toleranties en lekstroom, waardoor lange tijden onnauwkeurig worden.
Waar komen 0,693 en 1,1 vandaan?
De condensatorspanning verandert exponentieel. Opladen van ⅓ naar ⅔ van de voeding duurt RC·ln 2 = 0,693 RC; opladen van 0 naar ⅔ duurt RC·ln 3 = 1,0986 RC.
Oefen het zelf
Oefen Diodes en transistoren
Een calculator geeft het antwoord. Op het tentamen heb je de methode nodig: oefen die met nieuwe opgaven, hints en uitgewerkte oplossingen.