timer 555

Dag,

@ blackdog: Leeft de batterij veel langer als je een vergelijkbare schakeling maakt met een CD4060 ten opzicht van een 555?
Wat zou ik met een 9V blokje ongeveer kunnen verwachten aan levensduur van de batterij met beide schakelingen? (dagen, weken, maanden of misschien zelfs jaren?)

De 4060 is op basis van de datasheets wat zuiniger en nauwkeuriger. Maar het is natuurlijk leuk het gewoon even te proberen

Zijn eigen verbruik zit rond 10 uA op 9V, voor langzaam oscilleren zal daar nog wat bij komen maar ik denk dat 30 uA te halen is incluus 6 uA voor de led, 2 mA en 1:300 PWM.
Met 500 mAh in een 9V blokje kom je dan op ruim twee jaar.

De TLC555 zit al op 170 uA bij 5V.

Als het echt zuinig moet lijkt een microcontroller vandaag de dag de weg om te gaan, maar dan is 9V al helemaal niet handig. Een Attiny zit op 10 uA met WDT enabled.
Als je die laat draaien op twee goede AA's van 2,5 Ah met lage zelfontlading werkt het vele jaren.
Overigens geld ook voor de 4060 dat een lagere voedingsspanning efficienter gebruik van batterijruimte geeft.

Je hebt de NE556 en bevat 2 timers

De NE558 heeft 4 timers aan boord

Via google zijn de datasheet nog snel te vinden alsook meerdere projectjes.

Misschien dat wikipedia je ook de nodige informatie

http://nl.wikipedia.org/wiki/NE555

Tja, een microcontroller... Als het om electronica gaat.... Is dat voor een simpele chemicus binnen niet al te lange tijd te begrijpen? Zodanig dat ik daar ook een werkende schakeling mee kan bedenken die de genoemde functionaliteit heeft?
Op zich heb ik er vrede mee als dit met een CD4060 kan die het twee jaar uithoud op twee AA-batterijen. Maar ook daar geldt dat ik niet zomaar doorzie hoe je zoiets aan zou kunnen pakken of dat er een (bijna) klaar circuit op internet te vinden is.

Dit zijn typisch schakelingen om zonder microcontroller uit te voeren. Veel simpeler te begrijpen en te bouwen.

Met de opgegeven waarden brand de led na 3 minuten 1,4 seconden (theoretisch)

Voor liefhebbers de werking:
De teller gaat lopen, alle uitgangen zijn laag.
De reset ingang is door de dioden ook laag.
Na 3 minuten wordt Q13 hoog, de FET gaat geleiden en de LED gaat branden.
1,4 seconden later wordt ook Q6 hoog.
Q6 en Q13 zijn nu beide hoog waardoor de dioden sperren en de reset ingang door de 4,7MΩ weerstand hoog wordt.
De teller reset, alle uitgangen worden laag, de LED gaat uit en de cyclus begint weer opnieuw.

Hoe werkt zo'n 4060? Ik heb het datasheet bekeken maar wordt er weinig wijzer van. Blijkbaar moet ik op ingang 8 en 16 spanning zetten.

Waarom is de reset (12) in de schakeling laag? Die is toch via de 4,7 M verbonden met de plus? De dioden staan in geleiding als je begint en zetten een positieve spanning op de Q6 (4) en Q13 (2) wat volgens mij puur outputs zijn. Zoals ik het zie hebben die dan geen invloed op de spanning op de reset.

Wat zijn de CX, RX en RCX? Waarom zitten daar specifiek deze weerstand en condensator op?

Volgens mij telt er onder bepaalde voorwaarden iets op van Q14 tot en met Q4. Ik gok dat Q14 (laagste) tot Q4 (hogste) een binair getal voorsteld. Als eerste begint Q14 te tellen en naar mate het getal hoger wordt beginnen de volgende binaire posities te flippen van 0 naar 1 of andersom. Klopt? Als dat zo is kan ik de wachttijd ook langer kiezen door op Q5 i.p.v. op Q6 aan te sluiten. (of nog langer of juist korter met andere Q-aansluitingen.)

Volgens mij is mijn kennisniveau van electronica nog te mager om dit helemaal te begrijpen, maar ik wil het graag leren zodat ik er mee kan spelen.

Wat zijn de CX, RX en RCX? Waarom zitten daar specifiek deze weerstand en condensator op?

In de 4060 zitten een aantal poorten, met de condensator en weerstand wordt een oscillator gevormd.
De waarde van de weerstand en condensator bepalen de oscillator frequentie, met 1MΩ en 10nF is dat ongeveer 22Hz.

In het Ic zit een reeks 2 delers, de frequentie wordt dus elke keer door 2 gedeeld.
Na eerst een aantal keer gedeeld te zijn komt het op de uitgangen terecht.
Op Q4 is de frequentie dan 2,8Hz op Q5 1,4Hz op Q6 0,7Hz enz.
Op Q13 is de frequentie 0,006Hz hij wordt dus na 3 minuten hoog.

Waarom is de reset (12) in de schakeling laag? Die is toch via de 4,7 M verbonden met de plus?

Als de teller begint zijn alle uitgangen laag, dus nul volt.
De dioden "trekken" de reset ingang naar de nul volt.
Over de dioden valt ongeveer 0,6 Volt maar dat is te laag om de 4060 te resetten.

Als dat zo is kan ik de wachttijd ook langer kiezen door op Q5 i.p.v. op Q6 aan te sluiten. (of nog langer of juist korter met andere Q-aansluitingen.)

Yep, helemaal juist, als je b.v de diode van Q6 verplaatst naar Q7 brand de led 2,8 seconden i.p.v 1,4 seconden.

Ook kun je de oscillator frequentie wijzigen door een andere waarde voor de condensator of weerstand te nemen.
De frequentie kun je ook variabel maken door een 1MΩ (instel)potmeter te nemen i.p.v een vaste weerstand, zet wel een 10KΩ weerstand in serie met de potmeter.

OK. De weerstand en condensator bepalen de frequentie. Met deze frequentie wordt het binaire getal op de uitgangen steeds met 1 opgehoogd. Hoe kun je de frequentie bepalen uit de waarden van de weerstand en de condensator?

Doordat de dioden zo geschakeld staan trekken de uitgangen Q6 en Q13 de lading achter de hoge weerstand vandaan en houden de reset op nul. Heeft het verdwijnen van lading in de chip nog consequenties? Dit zal uiteindelijk in aarde verdwijnen volgens mij en is dus lekstroom. Daarom had ik bedacht:

https://picasaweb.google.com/lh/photo/07YZzyGFHatxXZIbVFoiYbY1sijOLf4m…

Zou dit zo (beter) werken?

Ik zie ook een weerstand voor de LED staan. Dit beschermd de diode? Zo ja: Waarom is dat nodig?

De led mag maar een maxima;e stroom hebben en mag je nooit direct op een spanning aansluiten. De weerstand zorgt dus voor de goede stroom door de led.

Doordat de dioden zo geschakeld staan trekken de uitgangen Q6 en Q13 de lading achter de hoge weerstand vandaan

De uitgang van de chip eigenlijk van bijna elke chip doet 2 dingen.

Bij een 1:
De bovenste interne FET of transistor gaat in geleiding. Dan komt er ca de voedingspanning op de uitgang te staan en de stroom is de chip uit.

Bij een 0
De onderste interne FET of transistor gaat in geleiding. Dan word de uitgang daardoor doorverbonden met de massa dus word(bijna) 0V. Maar nog belangrijker is dat de stroom de van de uitgang de chip ingaat en daarna rechtstreeks naar de massa.

Omdat de stroom ingaand is gaat de diode in geleiding. Er komt dan 0-,6V over de diode te staan. De totale spanning achter de de diode is dan 0V + 0,6V = 0,6V.

Heeft het verdwijnen van lading in de chip nog consequenties?

Nee omdat de uitgang aan de R ingang hangt komt er enkel of een of een 0 op de ingang te staan. Als de R ingang geen goede 0 of 1 krijgt maar een spanning die er precies tussenin zet dan niet goed. De chip gaat er niet van kapot maar doet wel rare dingen door op onverwachte tijden zomaar resetten.

OK. Kort gezegd wordt de uitgang intern in de chip gewoon doorverbonden met de grond op (in dit geval ) 8 als hij op 0 staat. Dus toch lekstroom via de 4.7 Mohm? Zal niet zoveel zijn, toch?

Werkt deze alternatieve schakeling ook?
https://picasaweb.google.com/lh/photo/07YZzyGFHatxXZIbVFoiYbY1sijOLf4m…
Volgens mij zal die minder lekken. Klopt?
Kan handig zijn als hij op batterijen loopt en het een tijdje uit moet houden.

[Bericht gewijzigd door SimpeleZiel op zaterdag 11 oktober 2014 19:06:41 (17%)]

De lekstroom door de 4M7 weerstand is enorm weinig. Als ik van 5V uitga zal dat 5 / 4700000 = 1µA. Op 10V het dubbele. En eigelijk is het geen lekstroom maar gewoon de stroom die nodig is om de ingang hoog te krijgen. Die stroom loopt er wel altijd het is door de diodes of door de reset ingang.

Je spreekt pas van lekstroom als een stroom de schakeling op een oneigenlijke manier verlaat. Dus als het letterlijk weglekt en het verder niets doet.

Jouw alternatieve schakelijk is knap bedacht en zou lijken te werken. Echter een fet kan je zo niet schakelen op de reset ingang.
Een ingang doe net zoals de uitgang 2 dingen.

Bij een 0
Er moet een spanning worden aangeboden die laag genoeg is waarop de ingang het als een 0 ziet. Stel we bieden 0,6V aan. Uit de ingang word nu een klein stroom getrokken die door de diode naar bv Q14 gaat. Let hierbij dus op dat er een stroom naar buiten gaat en niet naar binnen vanaf de ingang gezien. JE ziet dus het is geen spannings gestuurde poort maar eerder een stroom gestuurde.

Bij een 1
Bied een spanning aan die hoog genoeg is om als 1 te zien maar niet de maximum waarde overschrijd. Er gaat nu een kleine stroom de poort in.

Als je nu dus in jouw schakeling de fet zo aanstuurt via Q13 dan gaat de R ingang gelijk hoog worden en de chip reset.

... maar er zal toch pas stroom naar de reset gaan lopen op het moment dat Q6 hoog is en Q13 ook? Als een van de twee nul is zal er niets gebeuren, toch? Of begrijp ik een FET niet goed?

De RC-oscillator van de 4060 gebruikt veel stroom tov het stroomverbruik van de weerstanden.
Er is geen eer te behalen door de weerstandswaarden al of niet virtueel te verhogen.
De FET-schakeling werkt sowieso niet.
Een ingang van de CMOS-serie moet aan de 0V of +V hangen.
De FET aan de resetingang geleidt of spert.
In het eerste geval hangt de resetingang aan Q6. Dat is een legitieme toestand. In het tweede geval hangt de resetingang open. Dat is niet toegestaan. Het stroomverbruik van het IC zelf neemt sterk toe.
Je kunt het tweede probleem oplossen door een weerstand van bv 4,7MΩ tussen de 0V en de resetingang te hangen. Dan zal het wel werken of niet als de gate-source capaciteit te hoog is. Een betere oplossing is om een AND-poort uit de 4000 serie, bijv 4081 te gebruiken.

Zoals jij de fet aan de reset hangt is de toestand van de R ingang onzeker de ingang zweeft nu en dat mag niet.

De gate van een FET kan je beschouwen als een condensator. Als je op een lege condensator spanning zet zal er heel even een stroom gaan lopen. Deze stroom en het feit de condensator nog op 0V staat zet dus feitelijk eventjes 5V op de R-ingang. Dit zal van korte duur zijn omdat de condensator heel snel oplaad maar zal denk ik lang genoeg zijn om de R ingang al te activeren lang voordat de puls van Q6 eraan komt.

Zoals ohm pi hierboven als zegt kan je dat proberen op te lossen door een pull-down weerstand vanaf de R-ingang naar de massa te zetten.
JE zou het eens gewoon kunnen proberen. Ik denk dat de weerstand wel veel kleiner moet dan 4M7.

Een betere oplossing is om een AND-poort uit de 4000 serie, bijv 4081 te gebruiken.

Het lijkt me dan dat het stroom verbruik eerder groter word met een compleet extra IC. Het IC meg niet meer dan 1µA verbruiken anders lost het niets op.

PS. Dat schijnt dus erg mee te vallen voor deze IC.

Ik ga de orginele schakeling met de diodes eens proberen. Weerstanden en condensatoren vinden lukt me zelf denk ik wel bij Conrad.
Als ik de karakteristiek van de LED zie kan ik denk ik wel iets van de voorschakel weerstand maken.
Ik ga 3 volt (twee batterijen in serie) op de plus en min zetten.
Waar moet ik op letten bij de FET en de diodes?
Ik zie bijvoorbeeld op de site van Conrad wel FET's voor hoge voltages, relatief hoge amperages maar kunnen die ook voor 3 Volt?

Heeft iemand al eens nagedacht over nauwkeurigheid en reproduceerbaarheid? Hoe belangrijk is dat? Als dat interessant is, dan kom je al snel bij een Xtal uit. Dan kan het nog steeds prima in hardware, maar ik denk dat ik ook naar een AVR zou grijpen omdat het met minder componenten en een laag stroomgebruik en erg flexibele oplossing is. Ja, het is overkill. Nee, het kost geen drol meer...

FET met 3V... Hmz... Heeft dat voordelen? Als je alleen maar een LED wilt aansturen... Dat doe een 555 toch zo ook wel? Ding kan meen ik iets van 100 of 200mA sinken / source. Die paar mA voor een LED moet dan toch ook lukken?

Je kan een BS170 proberen dat is een klein fetje. Met 3V zit je net op de grens het zou waarschijnlijk net aan gaan.

Op 11 oktober 2014 22:23:10 schreef SimpeleZiel:
Ik ga 3 volt (twee batterijen in serie) op de plus en min zetten.

Voor het IC wordt een minimum spanning van 3V opgegeven.
Iets onder de 3V zal het nog wel werken, maar als de batterijen leeg beginnen te raken is het nog de vraag of het goed blijft werken.

Het is beter om 3 batterijen (4,5V) te gebruiken, desnoods 3 AAA batterijen.
Een 9V blokje kan natuurlijk ook.

Over het stroomverbruik moet je geen zorgen maken, we praten over slechts enkele micro-Amperes.
De LED brand elke 3 minuten een paar seconden, maar ook dat zet geen zoden aan de dijk.

Op een 9V blokje zal het makkelijk anderhalf tot twee jaar moeten werken, met 3 AAA cellen zelfs langer.

Als ik de karakteristiek van de LED zie kan ik denk ik wel iets van de voorschakel weerstand maken.

Inderdaad, er moet een weerstand in serie, deze staat ook in het schema.

Ik ga er even vanuit dat je een standaard rode LED wil gebruiken, de LED is goed zichtbaar met een stroom van 10mA, de spanning over de LED is ongeveer 2V
Als je een 9V batterij gebruikt is de spanning over de serie weerstand 9V-2V =7V
De weerstand is dus 7V/0.01A =700Ω
680Ω is een "standaard" waarde (E12 reeks) en kan dus prima.

Zou deze als diode voldoen?:
<LINK>

Dit is de laagste blokkerspanning van 75Volt. Moet voldoende zijn, toch?

(Ongelofelijk dat zoiets maar 4 cent kost. Ooit heb ik gewerkt in de nu opgedoekte fabriek van Philips waar dit soort "kippenvoer" gemaakt werd...)

Dit is de standaarddioden voor dit soort klusjes

Zou deze als diode voldoen?

Deze voldoet prima!

Ongelofelijk dat zoiets maar 4 cent kost.

Nog duur, er zijn webshops waar ze 1 a 2 cent kosten (per 100)

Bedankt voor de antwoorden.
(Ik ga toch maar 3x AAA batterijen toepassen.)

Laatste vraag die nog niet beantwoord was, voordat ik ga bestellen en solderen: Wat is het verband tussen de tel-frequentie en de waarde van de weerstand en de condensator?

De frequentie is afhankelijk van de op/ontlaadtijd van de condensator.
Dit gebeurt via de weerstanden. Vandaar dat zowel de grote van de weerstand als de capaciteit van de condensator een rol spelen in de frequentie

Grote weerstand: condensator laadt traag op
Kleine weerstand condensator laadt snel op

Grote capaciteit: duurt lang om te laden
Kleine capaciteit: duurt kort om te laden.

edit: plaatje uit datasheet van de 4060. Daarin zie je dat de weerstanden samen met de condensator en een paar interne poortjes een oscillator vormen.

Op 12 oktober 2014 01:24:36 schreef Thevel:
[...]
De LED brand elke 3 minuten een paar seconden, maar ook dat zet geen zoden aan de dijk.

Ik was een beetje te voorbarig, na wat rekenwerk zet het wel zoden aan de dijk.
Stel je laat de LED elke 3 minuten 2 seconden branden.
De LED brand dus 1/90-ste van de tijd, bij een stroom van 10mA gebruikt de LED dus gemiddeld 10mA/90=0,111mA (110µA)
Na een jaar heeft de LED dus 0,111x24x365=972mA gebruikt.

Het verbruik van het IC is wel bijna te verwaarlozen, stel dat dit zelfs 10µA is, na een jaar is het verbruik slechts 87mA.

Een alkaline AAA batterij heeft een capaciteit van ongeveer 1200mAH, dus theoretisch zullen de batterijen ruim een jaar meegaan.

Als je wilt dat de batterijen langer meegaan is de oplossing simpel: gebruik een Low Current LED.
http://www.eoo-bv.nl/index.php?searchStr=Low+Current+&_a=viewCat
Zo'n LED is goed zichtbaar bij een stroom van slechts 1mA, na een jaar gebruikt de LED nog geen 100mA
3 AAA cellen zullen nu wel jaren meegaan.

De LED serie weerstand moet je natuurlijk ook aanpassen, deze wordt nu 6,8KΩ.