Grundschaltung: NE555 als Schmitt-Trigger
Ein Schmitt-Trigger wird normalerweise mit einem Operationsverstärker gebaut, der so beschaltet ist, dass er als Komparator mit Hysterese arbeitet. Hierbei macht man sich die Eigenschaften einer Kippschaltung zu nutze, bei der die Ausgangsspannung bei bestimmten Eingangsspannungen schaltet. Ein Schmitt-Trigger ist als Schalter zu verstehen, der im Gegensatz zu einen Transistor nicht nur eine Schaltschwelle, sondern eine obere und untere Schaltschwelle hat.
Der Schmitt-Trigger ist eine Variante der bistabilen Kippstufe, die wie ein Schwellwertschalter funktioniert. Dabei schaltet sie bei definierten Eingangsspannungen den Ausgang um. Damit lassen sich zum Beispiel Signale umformen.
Ohne äußere Beschaltung verhält sich der NE555 wie ein Komparator mit Hysterese. Das entspricht einem Schmitt-Trigger. Auch wenn das nicht die typische Betriebsart ist, kann man einen Timer 555 als Schmitt-Trigger verwenden.
Bauteile
Liste
- IC1: Timer NE555
- R1: Metallfilm-Widerstand, 5,1 kOhm (Grün-Braun-Schwarz-Braun)
- R2: Metallfilm-Widerstand, 5,1 kOhm (Grün-Braun-Schwarz-Braun)
- LED1: Leuchtdiode, rot
- LED2: Leuchtdiode, grün
Kennzeichnung und Anschlussbelegung
Funktionsweise der Schaltung
Um die Funktionsweise dieser Schaltung nachzuvollziehen, müsste man am Eingang des NE555 (Pin 2 und 6) beispielsweise eine sinusförmige Wechselspannung anlegen, die dann am Ausgang (Pin 3) in ein Rechtecksignal umgewandelt wird.
- Wenn die Eingangsspannung am Eingang die obere Schaltschwelle überschreitet (2/3 von 9 Volt = ca. 6 Volt), dann kippt das interne Flip-Flop und schaltet den Ausgang auf LOW, bei dem die rote LED leuchtet.
- Wenn die Eingangsspannung am Eingang die untere Schaltschwelle unterschreitet (1/3 von 9 Volt = ca. 3 Volt), dann kippt das interne Flip-Flop und schaltet den Ausgang auf HIGH, bei dem die grüne LED leuchtet.
Hinweis: Die festgelegten Schaltschwellen (1/3 und 2/3 von VCC) kann man über den Steuerspannungseingang (Pin 5) verändern. Die Spannung darf dabei nicht über +VCC liegen, weil sonst die Komparatoren im Timer nicht schalten.
Experimente mit NE555 als Schmitt-Trigger
Wer ein solches Signal erzeugen kann, der kann die Schaltung ausprobieren. Wer nicht, der kann mit einem Potentiometer die Eingangsspannung an Pin 2 und Pin 6 zwischen +VCC und GND beliebig einstellen und auf diese Weise die Funktionsweise der Schaltung nachvollziehen.
Weitere Schaltungen:
- Grundschaltung: NE555 als astabile Kippstufe
- Grundschaltung: NE555 als akustischer Signalgeber
- Grundschaltung: NE555 als bistabile Kippstufe
- Grundschaltung: NE555 als Negator
- Grundschaltung: NE555 als Komparator
- Grundschaltung: NE555 als monostabile Kippstufe
- Grundschaltung: NE555 als RS-Flip-Flop
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