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 4,5–15 V für den bipolaren NE555, bei 2–18 V für CMOS-Varianten wie TLC555 oder ICM7555, die Mikroampere statt Milliampere ziehen. Als Präzisionstaktgeber taugt der 555 nicht — Frequenz driftet rund 1 %/°C, absolute Genauigkeit hängt an R- und C-Toleranzen — aber für Blinker, Zeitrelais, PWM, Tongeneratoren und einfaches Entprellen ist er 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 4,5–15 V, 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. Die Frequenz driftet beim bipolaren NE555 etwa 1 %/°C, vor allem durch den internen Spannungsteiler; die absolute Genauigkeit liegt bei typisch ±5–10 %, begrenzt durch R- und C-Toleranzen. 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.