555 Schmitt-Trigger

TEILE UND MATERIALIEN

• Eine 9-V-Batterie
• Batterieclip (Radio Shack Katalog # 270-325)
• Mini Hook Clips (gelötet an Batterieclip, Radio Shack Katalog # 270-372)
• Ein Potentiometer, 10 KΩ, 15 Umdrehungen (Radio Shack Katalog # 271-343)
• Ein 555 Timer-IC (Radio Shack Katalog # 276-1723)
• Eine rote Leuchtdiode (Radio Shack Katalog Nr. 276-041 oder gleichwertig)
• Eine grüne Leuchtdiode (Radio Shack Katalog Nr. 276-022 oder gleichwertig)
• Zwei 1-k-Widerstände
• Ein DVM (Digital Volt Meter) oder VOM (Volt Ohm Meter)

QUERVERWEISE

Lektionen in Stromkreisen , Band 3, Kapitel 8:„Positives Feedback“

Lektionen in Stromkreisen , Band 4, Kapitel 3:„Logische Signalspannungspegel“

LERNZIELE

• Erfahren Sie, wie ein Schmitt-Trigger funktioniert
• So verwenden Sie den 555-Timer als Schmitt-Trigger

SCHEMATISCHES DIAGRAMM

Schmitt-Trigger haben eine Konvention, um ein Gate anzuzeigen, das auch ein Schmitt-Trigger ist.

Das gleiche Schema, das neu gezeichnet wurde, um diese Konvention widerzuspiegeln, sieht in etwa so aus:

ILLUSTRATION

ANLEITUNG

Der 555-Timer ist wahrscheinlich einer der vielseitigeren „Black-Box“-Chips. Sein Spannungsteiler mit 3 Widerständen, 2 Komparatoren und das eingebaute Set-Reset-Flip-Flop sind in diesem Design zu einem Schmitt-Trigger verdrahtet.

Es ist interessant festzustellen, dass die Konfiguration nicht einmal annähernd der an anderer Stelle gezeigten Op-Amp-Konfiguration entspricht, aber das Endergebnis ist identisch.

Versuchen Sie, das Potentiometer einzustellen, bis die Lichter umschalten, und messen Sie dann die Spannung.

Vergleichen Sie diese Spannung mit der Netzspannung. Stellen Sie das Potentiometer in die andere Richtung ein, bis die LED-Anzeige wieder kippt, und messen Sie die Spannung.

Wie nah sind Sie an die 1/3- und 2/3-Marken gekommen?

Versuchen Sie, die 9-V-Batterie durch eine 6-Volt-Batterie oder zwei 6-Volt-Batterien zu ersetzen, und sehen Sie, wie nahe die Schwellenwerte an den 1/3- und 2/3-Markierungen liegen.

Schmitt-Trigger sind eine grundlegende Schaltung mit mehreren Anwendungen. Eine davon ist die Signalverarbeitung, sie können digitale Daten aus einigen extrem lauten Umgebungen abrufen.

Andere große Anwendungen werden in folgenden Projekten gezeigt, wie zum Beispiel ein extrem einfacher RC-Oszillator.

THEORIE DES BETRIEBES

Das bestimmende Merkmal jedes Schmitt-Triggers ist seine Hysterese. In diesem Fall sind es 1/3 und 2/3 der Versorgungsspannung, definiert durch den eingebauten Widerstandsspannungsteiler des 555.

Die eingebauten Komparatoren C1 und C2 vergleichen die Eingangsspannung mit den vom Spannungsteiler gelieferten Referenzen und verwenden den Vergleich, um das eingebaute Flip-Flop auszulösen, das den Ausgangstreiber antreibt, ein weiteres nettes Feature des 555.

Der 555 kann bis zu 200 mA auf beiden Seiten der Stromversorgungsschiene treiben, der Ausgangstreiber erzeugt einen sehr niedrigen Leitungspfad zu beiden Seiten der Stromversorgungsanschlüsse.

Der Stromkreis "schließt" jede Seite des LED-Stromkreises kurz und lässt die andere Seite aufleuchten.

Die 5KΩ-Widerstände sind nicht sehr genau. Es ist interessant zu bemerken, dass die IC-Fertigung im Allgemeinen keine Präzisionswiderstände zulässt, aber die Widerstände im Vergleich zueinander haben einen sehr ähnlichen Wert, was für den Betrieb der Schaltung entscheidend ist.