555 Timer Calculator
Calculate frequency, duty cycle, and timing for 555 timer circuits.
555タイマー計算ツールの仕組み
555タイマー計算ツールは、NE555 / LM555集積回路のアスタブル(自走発振)とモノスタブル(ワンショットパルス)両方のタイミング方程式を解きます。抵抗とコンデンサの値を入力すると、周波数・周期・デューティサイクル・パルス幅が得られます。目標周波数を入力すれば、標準E24シリーズから必要な部品値を逆算することもできます。
アスタブルモードでは555が連続発振します。周波数はf = 1.44 / ((R1 + 2×R2) × C)で求められます(R1・R2の単位はオーム、Cの単位はファラド)。デューティサイクルはD = (R1 + R2) / (R1 + 2×R2) × 100%です。R1はハイタイムにのみ加算されるため、標準アスタブルモードの最小デューティサイクルは50%です。50%未満を実現するには、放電時にR2をバイパスするためにR2に並列でステアリングダイオードを追加します。
モノスタブルモードでは、ピン2のトリガーパルスによって出力がt = 1.1 × R × C秒間だけHIGHになり、その後トリガー状態に関係なくLOWに戻ります。10 kΩの抵抗と10 µFのコンデンサを使うと、t = 1.1 × 10,000 × 0.00001 = 0.11秒(110 ms)になります。この計算ツールはデバウンス回路のマイクロ秒からタイマーリレーの分単位まで、実用的な全範囲に対応しています。
555は出力切り替えのたびに瞬間的な電流スパイクを消費するため、電源にノイズがあるとタイミングが乱れます。IC本体のできるだけ近くにピン8(VCC)とピン1(GND)間に10〜100 nFのセラミックデカップリングコンデンサを配置することでスパイクを抑制します。コントロール電圧ピン5にはGNDへの10 nFコンデンサでノイズをフィルタリングし、しきい値電圧の変動による出力周波数のずれを防ぎます。
従来のバイポーラNE555は5〜15 Vで動作し、200 mAのソース/シンク電流を扱えます。TLC555・LMC555・ICM7555などのCMOSバリアントは1.5〜15 Vで動作し、消費電流が格段に少なく(80 µA対3〜6 mA)、電池駆動回路に最適です。CMOSバリアントはレールツーレール出力と低電圧での高精度タイミングも提供します。計算結果はバイポーラとCMOSの555 IC両方に適用できます。
よくある質問
- What is astable mode?
- In astable mode, the 555 timer oscillates continuously between HIGH and LOW, generating a square wave. The frequency and duty cycle are set by resistors Ra, Rb and capacitor C. Formula: f = 1.44 / ((Ra + 2×Rb) × C).
- What is monostable mode?
- In monostable (one-shot) mode, the 555 produces a single pulse of a fixed duration when triggered. The pulse width T = 1.1 × R × C.
- Why can't duty cycle go below 50% in astable mode with standard wiring?
- In standard astable wiring, both Ra and Rb charge the capacitor but only Rb discharges it. This means the HIGH time always exceeds the LOW time. To achieve ≤50% duty cycle, add a bypass diode across Rb.
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