Toen ik nog een jonge elektronica hobbyist was kwam er een ic op de markt met de aanduiding NE555 en het was een behoorlijk krachtig en universeel ontwerp. Het kon gebruikt worden als timer maar ook als oscillator en het wordt gebruikt in zeer veel uiteenlopende schakelingen. Zelfs 30 jaar na de introductie worden er jaarlijks nog steeds ongeveer een miljard stuks NE555 geproduceerd. Als elektronica hobbyist heb ik er altijd wel een paar NE555 op voorraad en ik heb er al meerdere handige schakelingen mee ontworpen en gebouwd. Op deze Wikipedia pagina kunt u alles lezen over de NE555. Men denkt dat de naam 555 komt door de drie 5K weerstanden die referentie spanning maken. De 555 timer chip is een zeer robuust en stabiel 8 pins IC die ingezet kan worden als een monostabiele-, bistabiele- of astabiele multivibrator gebruikt kan worden. Hieronder staat een vereenvoudigd blokdiagram van de interne werking van dit eenvoudige doch geniale chipje. Op deze pagina staan enkele leuke toepassingen van het NE555 IC.
Interne werking van het 555 timer IC
- Pin 1. Ground of de negatieve (0v) aansluiting.
- Pin 2. Trigger, de negatieve ingang voor de eerste comparator, een negatieve puls op deze ingang “zet” de interne Flip-flop wanneer de spanning onder 1/3 van de voedingspanning zakt waardoor de uitgang van laag naar hoog zal gaan.
- Pin 3. Output, De uitgang kan elk TTL circuit aansturen en kan zelfs 200mA stroom leveren waarmee rechtstreeks kleine luidsprekers, buzzers, LEDs, kleine motoren en relais aangesloten kunnen worden. (Let op dit kan niet in de CMOS variant).
- Pin 4. Reset, deze pin reset de staat van de interne Flip-flop, het is een active-low input en moet aan een logisch 1 level worden verbonden wanneer het niet gebruikt wordt.
- Pin 5. Control Voltage, deze pin hangt aan het 2/3V deel van de spanningsdeler en kan gebruikt worden om het omslagpunt te beïnvloeden. Hiermee kan dus de pulsbreedte veranderd worden. Wanneer deze pin niet gebruikt zal worden moet deze met een 10nF condensator aan de ground verbonden worden om ongewenst ruis gedrag te voorkomen.
- Pin 6. Threshold, Een positieve spanning op deze pint hoger dan 2/3 van de voedingspanning zal de interne Flip-flop terugzetten en de uitgang van hoog naar laag laten gaan.
- Pin 7. Discharge, De “ontlaad” pin hangt aan de collector van een interne NPN transistor die aan de niet geïnverteerde uitgang hangt en waarmee de timing condensator ontladen kan worden.
- Pin 8. Vcc, dit is de positieve voedingspanning pin.
Voor meer informatie kunt u ook kijken op de wikipedia pagina over de 555.
Leuke toepassing als one-shot schakeling
Een paar jaar geleden kocht ik een mooi lesley effect pedaal voor de gitaar maar de ontwerper had hierbij een grote fout gemaakt. Er zat maar één knop op en bij het kort indrukken schakelde het effect uit en bij lang indrukken ging het van langzaam naar snel en vis versa. Als musicus op het podium heb je geen tijd om na te {-denken} over de tijd die je met de voet een knopje indrukt dus ging het regelmatig fout en schakelde het effect uit in plaats van langzamer of sneller te gaan. Ik bedacht een kleine schakeling waarmee ik een tweede externe drukschakelaar kon toevoegen voor alleen langzaam en sneller waarbij ik de originele schakelaar kon blijven gebruiken voor de bypass functie. Ik moest dus een schakeling bouwen die het indrukken van een knop (van willekeurige tijd) om kon zetten in een vast schakelmoment van 3 seconden. Een ideale klus voor de 555 timer, ik bouwde een kleine schakeling op een stukje experimenteer print dat net groot genoeg was om in het compartiment van de 9 volt batterij te passen want ik gebruikte toch alleen maar een externe voeding. Netjes opgeruimd en ingebouwd kon ik via een kleine plug een externe standaard voetschakelaar aansluiten en deze gebruiken voor het omschakelen. Deze schakeling werkte perfect en heeft zijn dienst in de praktijk ruimschoots bewezen. Hier staat de kleine schakeling, ik zou ook kunnen schakelen met een FET maar heb toch voor een klein relais gekozen omdat ik de ingang van de originele schakelaar niet kende en ik zo de pennen van het relais parallel over de aansluitingen van de originele schakelaar kon zetten.
Het relais moet geschikt zijn voor de voedingspanning en mag niet teveel stroom trekken, de uitgang van de NE555
(niet de CMOS versie gebruiken) kan maar 200 mA leveren. Door middel van de trimpotmeter kan de lengte van de “puls” op de uitgang (en dus het relais) ingesteld worden, dit kan variëren van tienden van seconden tot meerdere seconden. De diode die over het relais staat is bedoeld om de inductiespanning van het relais kort te sluiten, deze diode staat in sper richting over het relais. Voor deze one-shot schakeling zijn nog veel meer toepassingen, zo kan men met een korte druk op een knop ook een lamp een vast ingestelde tijd laten branden.
Toepassing als astabiele multivibrator
Er zijn toestellen te koop die insecten maar ook muizen, ratten en katten kunnen verjagen door middel van ultrasoon geluid. Dit is geluid ver boven de 20 Khz, wat mensen niet kunnen horen maar de meeste dieren wel. Het idee is dat ongedierte dit zo vervelend vindt dat ze het geluid uit de weg zullen gaan. Ik kan me daar iets bij voorstellen. Zo’n kleine ultrasoon geluid generator is typisch een 555 time schakeling. Deze werkt op een normale 9 Volt batterij.
De buzzer moet wel een passief type en door middel van de trimpotmeter kan de frequentie ingesteld worden. Aangezien u het zelf niet hoort is het handig om hier even een scoop of een frequentieteller te gebruiken.
Single step key debounce
Een toepassing van het 555 ic die ik zelf gebruik is het onderdrukken van valse schakelpulsen van een schakelaar (debounce) voor een microprocessor schakeling. In feite is het gewoon een variant op de one-shot schakeling. De volgende kleine schakeling doet dit.
Het geheel werkt op een voedingsspanning van 5 Volt en het levert een mooie single step clock puls af.
Een 1 kHz clock generator voor digitale schakelingen
Nog een toepassing die ik gebruik bij digitale schakelingen die een hele lage clock frequentie nodig hebben of wanneer ik een schakeling aan het “debuggen” of testen ben, is een kleine 1000 Hz oscillator die een nette 5 volt clock puls kan leveren. De volgende kleine schakeling doet dit.
Dit is weer een variant op de astabiele multivibrator zoals we deze veel vaker zien. Deze heb ik standaard op een kleine print bij de hand om schakelingen te testen op een breadboard.
Lichtgevoelige schakelaar
Bij deze schakeling gebruiken we de 555 als komperator, deze schakeling laat een relais aantrekken wanneer de LDR onderbelicht is. Het is dus een schakeling die een relais laat aantrekken wanneer het donker wordt, dit kunt u bijvoorbeeld gebruiken om een buitenlamp automatisch aan te schakelen. Ik heb dit ook gebruikt om via een dubbelpolig relais de logica om te draaien en alleen als het licht was de vijverpomp aan te zetten. Een handig universele schakeling .
Het relais moet geschikt zijn voor de voedingspanning en mag niet teveel stroom trekken, de uitgang van de NE555
(niet de CMOS versie gebruiken) kan maar 200 mA leveren.
Led knipperlicht schakeling
Deze schakeling laat twee leds om de beurt knipperen, dit kan bijvoorbeeld leuk bij een modelspoorbaan gebruikt worden of daar waar een opvallende knipperende led als signaal moet dienen.
Door middel van de Elco in de schakeling kunt u de knipperfrequentie aanpassen. Een leuke eenvoudige 555 schakeling.
