555モノステーブルマルチバイブレータの構築：ステップバイステップガイド

555モノステーブルマルチバイブレータの構築

この初心者向けチュートリアルでは、最もシンプルな555タイマー回路であるモノステーブルマルチバイブレータを順を追って説明します。555の内部フリップフロップが単一パルス出力をどう制御するか、タイミング間隔の計算方法、設計が電源電圧変動に対してなぜ免疫を持つかを学びます。

部品と材料

9V電池 1個
電池クリップ（Radio Shack #270‑325）
ミニフッククリップ（電池クリップにはんだ付け、Radio Shack #270‑372）
秒針付き腕時計またはストップウォッチ
1½″〜2″ワイヤ（3.8mm〜5mm）、半分に折る（イラストの赤ワイヤ）
U1 — 555タイマーIC（Radio Shack #276‑1723）
D1 — 赤色LED（Radio Shack #276‑041または同等品）
D2 — 緑色LED（Radio Shack #276‑022または同等品）
R1, R2 — 1kΩ、¼W抵抗
Rt1 — 27kΩ、¼W抵抗
Rt2 — 270kΩ、¼W抵抗
C1, C2 — 0.1µFコンデンサ（Radio Shack #272‑1069または同等品）
Ct — 10µFコンデンサ（Radio Shack #272‑1025または同等品）
Ct — 100µFコンデンサ（Radio Shack #272‑1028または同等品）

学習目標

モノステーブルマルチバイブレータの動作を理解する
実用回路でRC時定数概念を適用する
555タイマーを非再トリガ可能モノステーブルマルチバイブレータとして構成する

回路図

イラストレーション

手順

555は、このような回路のために「タイマー」ICと呼ばれることがよくあります。モノステーブルモードでは、単一のロー・レベルトリガーパルスが、外部抵抗とコンデンサで決定される固定期間、出力をハイにします。

緑色LEDは555出力がハイのときに点灯し、赤色LEDはローのときに点灯します。この視覚的手がかりでタイミング動作を検証できます。

この回路は非再トリガ可能であるため、タイミング間隔中の追加トリガーパルスは無視されます。ただし、信号調整用抵抗とコンデンサ（RtとC1）で対処される短いエッジ・オンリー条件を除きます。

タイマーを開始するには、トリガーピン（ピン2）をグラウンドに接続します。出力が上昇し、タイミングコンデンサ（Ct）がRtを通じて充電を開始します。Ctが2/3 V_CCに達すると、内部フリップフロップが切り替わり、ピン7をハイにしてCtを放電し、出力をローに戻します。

3秒パルスの場合、Rt = 27kΩ、Ct = 10µFを選択。Rt = 270kΩ、Ct = 100µFに交換すると約30秒になります。公差（抵抗5%、コンデンサ20%）により、測定時間は最大25%変動する可能性があります。

555の動作は電源電圧に大きく依存しません。9V電池を6Vや12V電源に替えてもパルス幅は変わりませんが、LED輝度は変わる場合があります。

C2はオプションで、主に電源ラインノイズから回路を保護します。クリーンな環境では、省略しても顕著な影響はありません。

動作理論

ピン7は通常導通してCtを放電させているトランジスタです。ピン2がローに引かれると、内部コンパレータがCtをRt経由で充電可能にします。Ctが2/3 V_CCに達すると、555のフリップフロップが状態を変え、トランジスタをオフにしてCtを放電させます。スイッチングのシーケンスは付随する波形で視覚化できます。