555-Timer-Rechner

Frequenz, Periode, Tastverhältnis und Impulsbreite des 555-Timer-IC im astabilen (Oszillator) oder monostabilen (Einzelimpuls) Betrieb berechnen.

Astabil oder monostabil wählen, Widerstände und Kondensator eingeben — der Rechner liefert Frequenz, Periode, Tastverhältnis oder Impulsbreite nach den klassischen 555-Formeln.

R₁

R₂

Frequenz f

4.81 Hz

Periode T

207.9 ms

T_high

138.6 ms

T_low

69.31 ms

Tastverhältnis

67%

Formel

f = 1.44 / ((R₁ + 2·R₂) × C)
T = 0.693 × (R₁ + 2·R₂) × C
T_high = 0.693 × (R₁ + R₂) × C
T_low = 0.693 × R₂ × C
D = (R₁ + R₂) / (R₁ + 2·R₂)

Dieser Rechner dient nur zu Bildungszwecken. Konsultieren Sie vor Installation oder Reparatur stets einen zugelassenen Elektriker und die örtlichen Elektrovorschriften.

So funktioniert es

1
Astabil oder monostabil wählen
Astabil liefert ein Dauer-Rechtecksignal aus zwei Widerständen und einem Kondensator. Monostabil erzeugt einen Einzelimpuls bei Trigger aus einem R und einem C. Oben im Rechner umschalten.
2
R1, R2 und C (astabil) oder R und C (monostabil) eintragen
Pro Eingabe Einheit wählen: Ω, kΩ oder MΩ für Widerstand, pF, nF, µF oder mF für Kapazität. Widerstände sinnvoll zwischen 1 kΩ und 10 MΩ halten.
3
Ergebnisse ablesen
Astabil zeigt Frequenz, Periode, HIGH-Zeit, LOW-Zeit und Tastverhältnis. Monostabil zeigt die Ausgangsimpulsbreite. Das Schaltbild aktualisiert R- und C-Werte in Echtzeit zur Kontrolle vor dem Aufbau.

Der 555-Timer in fünf Minuten

Hans Camenzind entwarf den 555 bei Signetics im Jahr 1971, und er ist seitdem ununterbrochen in Produktion, schätzungsweise über eine Milliarde Stück pro Jahr, das meistproduzierte Mikrochip-Design der Geschichte. Die Architektur besteht aus drei Komparatoren in Wartestellung: ein Spannungsteiler aus drei 5-kΩ-Widerständen (daher der Name 555, obwohl Camenzind später sagte, er habe die Zahl einfach gewählt) legt die Schwellen bei 1/3 und 2/3 V_CC fest, zwei Komparatoren überwachen sie, und ein SR-Flipflop steuert einen Entladetransistor und den Ausgang. Beschaltet man R und C entsprechend, entsteht ein Rechteckgenerator (astabil), ein Einzelimpulsgeber (monostabil) oder ein einfaches Flipflop (bistabil). Die astabile Periode lautet T = 0,693 × (R1 + 2·R2) × C, die monostabile Impulsbreite T = 1,1 × R × C. Die 0,693 sind ln(2), das Lade- und Entladefenster zwischen 1/3 und 2/3 V_CC; die 1,1 sind ln(3), die Ladezeit von 0 bis 2/3 V_CC. Typische Versorgungen liegen bei 4,5–16 V für den bipolaren NE555 (bis 18 V für den SE555), bei 2–18 V für CMOS-Varianten wie TLC555 oder ICM7555, die Mikroampere statt Milliampere ziehen. Als Präzisionstaktgeber taugt der 555 nicht (der Chip selbst driftet nur etwa 90 ppm/°C (~0,01 %/°C), aber die absolute Genauigkeit hängt an R- und C-Toleranzen); für Blinker, Zeitrelais, PWM, Tongeneratoren und einfaches Entprellen ist er trotzdem der schnellste Weg von der Idee zur laufenden Schaltung.

Typische Stolperfallen

50 % Tastverhältnis aus der Standard-Astabilen erwarten. T_HIGH = 0,693 × (R1 + R2) × C, T_LOW = 0,693 × R2 × C; das Tastverhältnis liegt immer über 50 %. Für exakt 50 % oder darunter eine Diode parallel zu R2, damit R1 das Laden und R2 das Entladen getrennt steuern, oder eine CMOS-Variante als Schmitt-Inverter-Oszillator aufbauen.
Reset-Pin (Pin 4) offen lassen. Ein unbeschalteter Pin 4 fängt Störungen ein und löst spontane Resets aus. Über 10 kΩ auf V_CC legen, wenn der Reset nicht wirklich genutzt wird.
Elektrolytkondensatoren unter 10 µF für das Timing verwenden. Leckstrom und Toleranz (oft +50/−10 %) zerstören die Genauigkeit. Folien- oder C0G-Keramik für reproduzierbare Perioden wählen; Elkos nur als Entkopplung an Pin 5.
Lasten über 200 mA direkt treiben. Der bipolare NE555 ist auf 200 mA Quellen-/Senkenstrom ausgelegt; CMOS-Varianten schaffen nur einige zehn mA. Für Relais, Motoren oder Leistungs-LEDs einen Transistor oder MOSFET mit Freilaufdiode dahinterschalten.
Bypass-Kondensator an Pin 5 vergessen. Rauschen auf dem Control-Pin verschiebt die 2/3-V_CC-Schwelle. 10 nF Keramik von Pin 5 gegen Masse stabilisiert die Schwellen in jeder lauten Umgebung.

Häufig gestellte Fragen

Was macht der 555-Timer eigentlich?

Der 555 ist ein einzelner IC-Timer mit zwei Komparatoren, einem Flipflop und einem Entladetransistor, die alle an einem internen Spannungsteiler aus drei 5-kΩ-Widerständen hängen. Dieser Teiler legt die Triggerschwellen bei 1/3 und 2/3 V_CC fest. Je nach Beschaltung mit R und C arbeitet der Baustein als freilaufender Oszillator (astabil), als Einzelimpulsgenerator (monostabil) oder als einfaches Flipflop (bistabil). Hans Camenzind entwickelte ihn 1971 bei Signetics, und er wird seitdem durchgehend produziert, nach gängigen Schätzungen über eine Milliarde Stück pro Jahr, das meistproduzierte Mikrochip-Design der Geschichte.

Woher kommen die Konstanten 0,693 und 1,1?

0,693 ist ln(2), die Zeit, in der ein RC-Glied zwischen 1/3 V_CC und 2/3 V_CC lädt oder entlädt, genau das Fenster, in dem die internen Komparatoren umschalten. Im astabilen Betrieb gilt T_high = ln(2) × (R1 + R2) × C und T_low = ln(2) × R2 × C; der Faktor 1,44 in f = 1,44 / ((R1 + 2·R2) × C) ist 1/ln(2) algebraisch umgeformt. Der monostabile Betrieb nutzt ln(3) ≈ 1,0986, in Lehrbüchern auf 1,1 gerundet. Das ist die Ladezeit von 0 auf 2/3 V_CC über R.

Warum liegt das Tastverhältnis astabil immer über 50 %?

Weil der Ladepfad R1 + R2 ist, der Entladepfad aber nur R2: R1 wird vom Entladetransistor an Pin 7 abgetrennt. T_high ist also immer länger als T_low, und D = (R1 + R2) / (R1 + 2·R2) bleibt strikt über 0,5. Näher an 50 % kommt man mit R1 ≪ R2, aber nie R1 = 0; das würde V_CC direkt an den Entladetransistor legen und den Chip zerstören. Für echte 50 % braucht es eine Diode parallel zu R2 oder eine anders beschaltete CMOS-Variante wie den TLC555.

Bipolar NE555 oder CMOS TLC555: was nehmen?

Der bipolare NE555 ist robust, günstig und verträgt 4,5–16 V (bis 18 V beim SE555), zieht aber 3–6 mA Ruhestrom und erzeugt Stromspitzen auf der Versorgung. CMOS-Varianten wie TLC555, LMC555 oder ICM7555 laufen ab 2 V, benötigen nur Mikroampere Ruhestrom und schaffen mehrere Megahertz statt einiger hundert Kilohertz. Für Batteriegeräte und alles über 100 kHz CMOS nehmen; für Relais, Magnetventile oder starke Treibströme den bipolaren NE555 mit seinem 200-mA-Ausgang.

Welche Bauteilwerte sind sinnvoll?

R1 und R2 im astabilen Betrieb zwischen 1 kΩ und 10 MΩ halten. Unter 1 kΩ verheizt der Entladetransistor unnötig Strom; über 10 MΩ dominieren Rauschen und Leckströme. Die Kapazität bestimmt die Frequenz: 10 nF ergibt Kilohertz, 1 µF zehntel Hertz, 100 µF Bruchteile eines Hertz. In Präzisionsschaltungen keine Elkos verwenden, ±20 % Toleranz und starke Temperaturabhängigkeit. Folienkondensatoren (Polyester, Polypropylen) sind die bessere Wahl.

Ist der 555 eine präzise Frequenzquelle?

Nein, aber der Chip selbst ist besser als oft angenommen. Das TI-Datenblatt nennt typisch ~90 ppm/°C im astabilen und ~30 ppm/°C im monostabilen Betrieb (~0,01 %/°C); der ratiometrische interne Spannungsteiler macht den 555 sogar weitgehend unempfindlich gegen V_CC-Schwankungen. Die reale absolute Genauigkeit wird von R- und C-Toleranzen und Temperaturkoeffizienten bestimmt, typisch ±5–10 %. Für exakte Taktgeber nimmt man Quarzoszillatoren oder programmierbare Silizium-Oszillatoren. Der 555 reicht für Blinker, Relais, Schrittmotorsteuerungen, Klangeffekte und einfache PWM mit ±10 % Toleranz.

Warum schwingt der 555 unregelmäßig oder verpasst Trigger?

Drei häufige Ursachen. Erstens fehlender 10-nF-Entkoppelkondensator an Pin 5 (CTRL) gegen Masse: die Schwelle schwankt und Jitter entsteht. Zweitens zu schwach gepufferte Versorgung: 100 nF Keramik plus 10 µF Elko direkt an V_CC setzen. Drittens zu lange Trigger-Impulse an Pin 2 beim monostabilen Betrieb: bleibt der Trigger nach der steigenden Flanke am Ausgang noch low, retriggert der 555 sich selbst. Trigger kurz halten, etwa mit AC-Kopplung oder einem Differenzierglied.