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Zeitschaltungen für die Modellbahn mit dem NE 555

Verschiedene Schaltungen mit dem elektronischen Baustein NE 555 von Wilhelm Genz.

Anzeige:
Bausätze für Modellbahn Spur N aus Metall

Hinweise

Hinweis 1

Es sind alle Arten von Schalter, Kontakte, Taster oder Schaltungen (z.B. Lichtschranken) zum Ansteuern der hier gezeigten Schaltungen geeignet.

Hinweis 2

Da der NE 555 nur mit negativen Impulsen angesteuert werden kann, ist es manchmal nötig, positive Impulse in negative umzuwandeln. Dazu ist z.B. folgende Hilfsschaltung geeignet:
impulsinverter

1) Aufenthaltsschaltung

aufenthaltsschaltung

Hier arbeitet der NE 555 als Aufenthaltsschalter. Nach einem Impuls vom Reedkontakt lädt sich C1 über R3 und P1 auf und Pin 3 schaltet durch, worauf das Relais anzieht und die Fahrspannung für die Zeit des Ladevorganges von C1 unterbricht. Bei Erreichen von 2/3 der Versorgungsspannung an Pin 6 kippt die Schaltung in die Ausgangslage: C1 entlädt sich über Pin 7 und das Relais fällt auf seinen Ruhekontakt.

2) Taktschaltung (langer Takt)

taktschaltung

Der NE 555 als Taktlieferant für eine Pendelstrecke: Kondensator C1 läd und entläd sich im Bereich 1/3 und 2/3 der Versorgungsspannung über P1 und P2, wobei mit P1 das Taktverhältnis und mit P2 (+P1) die Taktdauer (hier zwischen ca. 110 und 330 Sek.) eingestellt werden. Im Takt des Kondensators schaltet auch Ausgang Pin 3.

Verändert man diese Schaltung nun ein wenig, in dem man beispielsweise C1 auf 2,2 µF und P1 auf 250 Kilo-Ohm reduziert, so erhöht sich die Frequenz auf einen Sekundentakt (0,5 - 3 Sek) und man erhält eine...

3) Blinkschaltung

blinkschaltung

... zum Ansteuern von Andreaskreuzen und ähnlichem. Mit S1 kann die Funktion unterbrochen werden.
Ergänzt man die Blinkschaltung um einen Zähler-IC vom Typ 4017, so wird daraus ein...

4) Lauflicht

lauflicht

... mit maximal 10 Kanälen, z.B. als Warnbalkenkette.

Wissenswertes über das Timer–IC NE 555: Daten und Funktion

Das IC NE / SE 555 ist ein monolithisch aufgebautes Timer-IC, das als Zeitverzögerungsglied (monostabiler Multivibrator - MMV) oder als Oszillator (astabiler Multivibrator - AMV) Verwendung findet. Der Timer verfügt außerdem über einen Trigger- und einen Reset-Eingang. Als Zeitverzögerungsglied (MMV) kommt der Timer mit nur zwei externen Bauelementen aus: einem Kondensator und einem Widerstand. Frequenz und Tastverhältnis des Oszillators (AMV) werden mit zwei externen Widerständen und einem externen Kondensator eingestellt. Triggerung und Reset erfolgen mit abfallender Impulsflanke. Er kann in vielfältiger Weise Verwendung finden:
Präzisionstimer, Impulserzeugung, Zeitverzögerung, Pulsbreitenmodulation, Pulslagemodulation, Störimpulsunterdrückung uvm.

Anmerkung: Der IC NE 556 ist eine Zusammenfassung von 2 NE 555 in einem Gehäuse.

Innenbeschaltung:

n2 555 innenbeschaltung

Grenzdaten (absolute Werte):

Versorgungsspannung: NE555 16 V; SE555 18 V
Ausgangsstrom: 200 mA
Verlustleistung: 600 mW
Arbeitstemperaturbereich: NE555 0...+70°C; SE555 -55...+125°C
Löttemperatur (max. 60 s): 300 °C

Eigenschaften:

Abschaltzeit weniger als 2 µs
Maximale Arbeitsfrequenz höher als 500 kHz
Impulsdauer von µs bis h
Arbeitet als astabiler und monostabiler Multivibrator
Hoher Ausgangsstrom
Einstellbares Impuls-/Pausenverhältnis
Temperaturstabilität 0,005 % pro °C

Anschlussbelegung:

ne555 anschlussbelegung

Wahrheitstabelle

 

Eingänge (Pin)

Ausgänge (Pin)

RESET (4)

TRIGGER (2)

THRESHOLD (6)

OUTPUT (3)

DISCHARGE (7)

Low (-) beliebig beliebig Low (-) leitend
High (+) kleiner 1/3 Vcc beliebig High (+) gesperrt
High (+) größer 1/3 Vcc größer 2/3 Vcc Low (-) leitend
High (+) kleiner 1/3 Vcc kleiner 2/3 Vcc Keine Zustandsänderung


Wird Anschluss 4 zeitweise (Impuls) oder dauerhaft gegen Masse (-) gelegt, so werden alle Vorgänge ab- bzw. unterbrochen!

Standardbeschaltung und Funktion:

A) als Zeitverzögerungsglied (monostabiler Multivibrator - MMV)

Verzögerungsdauer T = 1,1 * R1 * C1

zeitverzögerungsglied

Erhält Anschluss 2 einen negativen Impuls (Masse), so sperrt der hinter Anschluss 7 liegende Transistor (s. Innenschaltbild) und Kondensator C 1 kann sich über Widerstand R1 aufladen.
Gleichzeitig wird Anschluss 3 positiv (leitend). Ist jedoch 2/3 der Versorgungsspannung erreicht, was durch Anschluss 6 registriert wird, so öffnet der hinter Anschluss 7 liegende Transistor und Kondensator C 1 entlädt sich zur Masse. Gleichzeitig wird Anschluss 3 negativ (sperrt).

Die Schaltung ist re-triggerbar, d.h. wird während der Ladephase von C 1 ein neuer Impuls empfangen,so verlängert sich die Zeitverzögerung.

B) als Oszillator (astabiler Multivibrator (AMV))

Anstieg: t1 = 0,693 * (R1 + R2) * C1
Periodendauer: T = t1 + t2 = 0,693 * (R1 + 2 * R2) * C1
Abfall: t2 = 0,693 * R2 * C1
Frequenz: f = 1/T = 1,44 / (R1 + 2 * R2) * C1
Tastverhältnis: D = R2 / (R1 + 2R2)

oszillator

Nach Anlegen der Versorgungsspannung beginnt der Ablauf: da Kondensator C 1 entladen ist, ist die Spannung an Anschluss 2 kleiner als 1/3 der Versorgungspannung. Somit sperrt Anschluss 7 und der Kondensator C 1 wird über R 1 und R 2 aufgeladen. Gleichzeitig wird Anschluss 3 positiv (leitend).
Ist jedoch 2/3 der Versorgungsspannung erreicht, was durch Anschluss 6 registriert wird, so öffnet der hinter Anschluss 7 liegende Transistor und Kondensator C 1 entlädt sich über Widerstand R 2 zur Masse. Gleichzeitig wird Anschluss 3 negativ (sperrt).
Wird 1/3 der Versorgungsspannung erreicht, was durch Anschluss 2 registriert wird, so beginnt der Ablauf von neuem.

Autorenhinweis

Der Artikel wurde von Willi Genz erarbeitet und zur Verfügung gestellt, der leider kurz danach verstorben ist.
Willi Genz, im Oktober 2005


Das sagen User zu diesem Thema (4 Beiträge):

Von: Uwe
Am: 13.12.11 07:43

Hallo, für mich, als Modellbauer, waren die Erläuterungen zum NE555 sehr hilfreich
Am: 04.08.10 17:48

Artikel auch im August 2010 noch prima.
Von: BAW
Am: 30.11.06 21:43

Sehr informativer Artikel, vielen Dank!
Am: 15.10.06 07:37

Ich habe die Schaltung für den Pendelbetrieb übernommen, sie funktioniert wundebar, danke.

 


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