Timer 555 für Anfänger (2): monostabil – astabil – hä?

Laut Beschreibungen bietet der Timer NE555 zwei Grundfunktionen:

  • die Monostabile Kippstufe / Monoflop
  • die Astabile Kippstufe oder astabiler Multivibrator

klingt komisch? Isses aber nicht. Es handelt sich lediglich um die komplizierte Sprache der Elektroniker. Um zu verdeutlichen, was das heißt, dient dieser Blogeintrag. Später werde ich mich damit auseinandersetzen, was hier eigentlich passiert.

Monostabile Kippstufe / Monoflop

Denken wir an ein Treppenlicht im Hausflur. Wenn Du den Druckknopf betätigst, schaltet sich das Licht an. Das ist schön, denn nun kannst Du sicher im Hellen die Treppen besteigen. Da die Mieter des Hauses oft nachlässig mit Gemeinschaftseigentum sind, und so oft vergessen würden, das Licht auszuschalten, schaltet sich das Treppenlicht nach einer gewissen Zeit wieder aus. Die Schaltung, die dafür verantwortlich ist nennt man „Monostabile Kippstufe“ und lässt sich mit dem NE555 realisieren.

Eingangssignal / Ausgangssignal: Stellen wir uns den NE555 als Black-Box vor: vorn gibt es einen Eingang, auf der anderen Seite einen Ausgang. Was dazwischen passiert, müssen wir noch herausbekommen. Vorerst reicht diese stark vereinfachte Vorstellung, um zu verstehen, was es mit den „Signalen“ (wieder Elektronikersprache) auf sich hat. Am Eingang wird ein Schalter betätigt. Dadurch fließt Strom, oder der Strom wird unterbrochen. Der Eingang bekommt also ein „Signal“, welches der „Blackbox 555″ sagt, dass sie etwas zu tun hat. Sie verändert den Zustand des Ausgangs, z.B. von „es fließt kein Strom“ auf „es fließt Strom“.

Bei unserer „Monostabilen Kippstufe“ ist der NE555 nun so beschaltet (d.h. mit Bauteilen wie Widerständen und Kondensatoren bestückt), dass der Ausgang seinen Zustand für eine gewisse Zeit auf „es fließt Strom“ ändert. Ist diese Zeit abgelaufen, ändert sich das Ausgangssignal wieder auf „es fließt kein Strom“ – das Licht geht wieder aus.

Astabile Kippstufe / astabiler Multivibrator

Während die „Monostabile Kippstufe“ dazu dient, dem Ausgangssignal genau einen Zustand zuzuweisen (mono), wechselt die „Astabile Kippstufe“ zwischen zwei Zuständen hin und her. Ein Beispiel hierfür ist ein blinkendes Licht. Wird unsere 555-Blackbox eingeschaltet (Eingangssignal), beginnt der Ausgang sich selbständig ein und wieder auszuschalten und wieder ein und wieder aus … Eine LED am Ausgang würde also anfangen zu blinken. Wenn man nun einen kleinen Lautsprecher an den Ausgang anschließt und die Geschwindigkeit des Ein- und Ausschaltens erhöht, beginnt der Lautsprecher zu schwingen und ein Ton wird erzeugt. Man könnte den Ausgang auch als Treiber für eine andere Elektronik benutzen, die in regelmäßigen Abständen ein Signal benötigt. Aber dies sind die fortgeschrittenen Anwendungen, mit denen wir uns später beschäftigen werden. Zunächst reicht es, verstanden zu haben, was mit dem Begriff „Astabile Kippstufe“ gemeint ist.

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