Experimente: Trigger, Reset und Threshold vom NE555

Der NE555 hat in seinem Inneren ein RS-Flip-Flop. Das dient dazu, Zustände zu halten. Es ist im Prinzip ein 1-Bit-Speicher. Wir wollen die Funktion dieses Flip-Flops genauer betrachten.

Hierbei berücksichtigen wir, dass der NE555 die Eingänge Trigger, Reset und die Schaltschwelle, auch Threshold genannt, hat. Bei dem folgenden Experiment geht es darum, herauszufinden, welche Funktion diese einzelnen Eingänge haben und wie sie zusammenhängen. Ziel soll es sein, später leichter zu verstehen, was in einer Timer-Schaltung passiert.

• Grundschaltung: NE555 als bistabile Kippstufe

Liste

• IC1: Timer NE555
• R1: Metallfilm-Widerstand, 100 kOhm (Braun-Schwarz-Schwarz-Orange)
• R2: Metallfilm-Widerstand, 100 kOhm (Braun-Schwarz-Schwarz-Orange)
• R3: Metallfilm-Widerstand, 10 kOhm (Braun-Schwarz-Schwarz-Rot)
• R4: Metallfilm-Widerstand, 5,1 kOhm (Grün-Braun-Schwarz-Braun)
• R5: Metallfilm-Widerstand, 5,1 kOhm (Grün-Braun-Schwarz-Braun)
• S1: Taster
• S2: Taster
• S3: Taster
• LED1: Leuchtdiode, rot
• LED2: Leuchtdiode, grün

Kennzeichnung und Anschlussbelegung

• NE555 (IC)
• Taster / Schalter
• Widerstand
• Leuchtdiode (LED)
• Steckbrett und Zubehör zum Experimentieren

Wenn man diese Schaltung aufgebaut hat und durch Anlegen der Spannungsquelle in Betrieb nimmt, dann wird die grüne LED (LED2) leuchten. Es kann aber auch sein, dass die rote LED (LED1) leuchtet.

1. Betätige den Taster S1 (Trigger).
2. Betätige den Taster S2 (Reset).
3. Betätige den Taster S1 (Trigger).
4. Betätige den Taster S3 (Threshold).
5. Betätige den Taster S2 (Reset).
6. Betätige den Taster S1 (Trigger).
7. Betätige den Taster S2 (Reset) und halte ihn gedrückt.
8. Betätige zusätzlich den Taster S1 (Trigger) mehrmals hintereinander.
9. Betätige den Taster S3 (Threshold) und halte ihn gedrückt.
10. Betätige zusätzlich den Taster S1 (Trigger) mehrmals hintereinander.

Beobachtungen

1. Es ändert sich nichts, wenn die grüne LED leuchtet. Wenn die rote LED leuchtet, dann geht sie aus und die grüne an.
2. Die grüne LED geht aus und die rote an.
3. Die rote LED geht aus und die grüne an.
4. Die grüne LED geht aus und rote an.
5. Es ändert sich nichts.
6. Die rote LED geht aus und grüne an.
7. Die grüne LED geht aus und rote an.
8. Es ändert sich nichts.
9. Es ändert sich nichts.
10. Jedes mal, wenn Du den Taster S1 betätigst, geht die rote LED aus und die grüne an.

Welche Funktion hat der Trigger-Eingang?

Wenn der Trigger-Eingang mit GND verbunden wird, dann schaltet der Timer innen den Ausgang nach +VCC, wodurch die grüne LED leuchtet. Wenn die grüne LED schon leuchtet, dann ändert sich nichts.

Welche Funktion hat der Reset-Eingang?

Der Reset-Eingang schaltet den Ausgang um, wenn die grüne LED leuchtet und der Reset-Eingang per Taster mit GND verbunden wird. Der Ausgang schaltet dabei nach GND und die rote LED leuchtet.
Wie sein Name sagt, hat der Reset-Eingang eine Rückstellfunktion, die gegenüber dem Trigger-Eingang bevorrechtigt ist.

Welche Funktion hat der Threshold-Eingang?

Die Schaltschwelle bzw. der Threshold-Eingang schaltet den Ausgang um, wenn der Eingang per Taster mit +VCC verbunden wird. Der Ausgang schaltet nach GND und die rote LED leuchtet.
Der Threshold-Eingang hat eine mit dem Reset-Eingang vergleichbare Funktion. Nur wir er umgekehrt angesteuert.

Was ist der Unterschied zwischen Threshold (Schaltschwelle) und Reset?

Bei der einzelnen Betrachtung beider Eingänge scheint es keinen Unterschied zu geben, wenn man dabei die unterschiedliche Beschaltung außen vor lässt. Der wichtige Unterschied tritt erst hervor, wenn der Trigger-Eingang benutzt wird. Hier kann man sagen, dass der Reset-Eingang dem Trigger-Eingang bevorrechtigt ist. Und der Trigger-Eingang ist dem Threshold-Eingang bevorrechtigt.

Hinweis: Das der Trigger-Eingang dem Threshold-Eingang bevorrechtigt ist, ist nicht immer so. Es kann bipolare Typen geben, und bei den CMOS-Typen ist es auch so, dass es umgekehrt ist und der Threshold-Eingang dem Trigger-Eingang bevorrechtigt ist. Normalerweise ist das kein Problem. Das muss nur in Schaltungen beachtet werden, in denen der Threshold-Eingang dauerhaft mit GND verbunden ist. Das hätte den Effekt, dass sich der Ausgang durch den Trigger-Eingang nicht mehr umschalten würde.