555-Timer-Rechner

Sie geht von der standardmäßigen astabilen Konfiguration (freilaufende Rechteckwelle) aus: R1 zwischen V+ und den Discharge/Threshold-Pins, R2 zwischen Discharge und Threshold/Trigger, und C zwischen Threshold/Trigger und Masse, ohne Diode über R1. Dies ist die häufigste 555-Oszillatorschaltung in Datenblättern und Tutorials.

In der standardmäßigen astabilen Schaltung lädt sich der Kondensator immer über sowohl R1 als auch R2 auf (was die "High"-Zeit länger macht), entlädt sich aber nur über R2 (was die "Low"-Zeit im Vergleich kürzer macht), sodass die High-Zeit nie kürzer als die Low-Zeit sein kann. Ein Tastverhältnis bei oder unter 50% zu erreichen, erfordert eine modifizierte Schaltung, typischerweise eine über R1 platzierte Diode, um den Lade- und Entladepfaden eine unabhängige Zeitsteuerung zu geben.

Viele Referenzen verwenden die Kurzformel f = 1,44 / ((R1 + 2xR2) x C), wobei 1,44 eine gerundete Version von 1/ln(2) ist. Dieser Rechner berechnet stattdessen die High- und Low-Zeiten direkt aus ln(2) (etwa 0,693147, ungerundet) und leitet die Frequenz als 1 geteilt durch ihre Summe ab, wodurch der kleine Rundungsfehler vermieden wird, den die "1,44"-Abkürzung verursacht.

Du wählst einen Kondensatorwert sowie eine Zielfrequenz und ein Zieltastverhältnis, und der Rechner löst dieselben Gleichungen rückwärts, um die R1- und R2-Werte zu finden, die diese erzeugen würden. Den Kondensator zuerst zu wählen ist gängige Praxis, Kondensatorwerte gibt es in weit weniger Standardgrößen als Widerstände, daher legen die meisten Designer C fest und lösen nach den Widerständen, dann runden sie auf den nächsten Standardwiderstandswert.

Nur Tastverhältnisse streng zwischen 50% und 100% sind mit der standardmäßigen Schaltung, die dieser Rechner modelliert, physikalisch erreichbar; die Eingabe von 50% oder darunter (oder 100%) hat keine gültige positive Widerstandslösung, daher wird sie abgelehnt, statt einen unsinnigen oder negativen Widerstandswert anzuzeigen.

Die Mathematik funktioniert für beliebige positive Werte, aber echte Bauteile gibt es in Standardgrößen (die E12- oder E24-Reihe für Widerstände und ähnlich begrenzte Reihen für Kondensatoren), also behandle die Ausgabe des Rechners als Ziel und runde auf den nächsten verfügbaren Standardwert, gib dann optional die gerundeten Werte wieder in den Vorwärtsmodus ein, um zu sehen, wie stark sich dadurch deine tatsächliche Frequenz und dein Tastverhältnis verschieben.

Ja. Die astabilen Zeitgleichungen sind über die gesamte 555-Familie hinweg gleich (NE555, LM555, CMOS-Varianten wie TLC555 und ICM7555), die Unterschiede zwischen den Chips liegen hauptsächlich im Versorgungsspannungsbereich, der Stromliefer-Fähigkeit und dem Stromverbrauch, nicht in den RC-Zeitformeln selbst.