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⏱️ Calcolatore 555 Timer

Progetta circuiti 555 timer nelle modalità astable e monostable. Calcola frequenza, duty cycle e larghezza dell'impulso a partire dai valori di R1, R2 e C, oppure trova i valori dei componenti per una frequenza target.

Modalità

R₁

R₂

Capacità (C)

Che cos’è questo strumento?

Il circuito integrato NE555 timer, introdotto da Signetics nel 1972, è uno dei circuiti integrati più diffusi mai prodotti, con oltre un miliardo di unità vendute annualmente al picco. Può funzionare come oscillatore (modalità astable), generatore di impulsi monostabile (modalità monostable) o trigger di Schmitt (modalità bistable). In modalità astable, il 555 genera un'onda quadra continua la cui frequenza e duty cycle sono stabilite da due resistenze (R₁, R₂) e un condensatore (C). In modalità monostable, produce un singolo impulso temporizzato la cui durata è stabilita da una resistenza e un condensatore. In modalità astable, la frequenza di uscita è f = 1.44 / ((R₁ + 2×R₂) × C) e il duty cycle è (R₁ + R₂) / (R₁ + 2×R₂) × 100%. Il tempo alto è t₁ = 0.693 × (R₁ + R₂) × C e il tempo basso è t₂ = 0.693 × R₂ × C. Nota che il duty cycle è sempre superiore al 50% nella configurazione astable standard perché R₁ contribuisce sempre al percorso di carica.

Come funziona

Il 555 timer contiene due comparatori, un flip-flop e un transistor di scarica. I comparatori monitorano la tensione sul condensatore di temporizzazione C, confrontandola con 1/3 e 2/3 di Vcc. In modalità astable, C si carica attraverso R₁ e R₂ finché raggiunge 2/3 di Vcc, poi si scarica attraverso R₂ finché non scende a 1/3 di Vcc. Questo ciclo di carica-scarica si ripete all'infinito, generando l'onda quadra di uscita.

R₁ (kΩ)	R₂ (kΩ)	C (µF)	Frequenza (Hz)	Duty cycle
10	10	0.1	480	66.7%
1	10	1.0	68.6	52.4%
100	100	10	0.48	66.7%
470	470	100	0.0102	66.7%

Per la modalità monostable, la durata dell'impulso di uscita è T = 1.1 × R × C. Un impulso di trigger avvia il ciclo di temporizzazione, l'uscita va alta per la durata e poi torna bassa. Questo è usato per circuiti a ritardo temporale, debounce e allungamento degli impulsi.

Come usare

Seleziona la modalità: astable (oscillatore) o monostable (monostabile).
Per astable: inserisci i valori di R₁, R₂ e C.
Per monostable: inserisci i valori di R e C.
Clicca su Calcola per ottenere frequenza, duty cycle e temporizzazione.
In alternativa, inserisci una frequenza target per trovare i valori dei componenti R e C.

Domande Frequenti

Qual è la frequenza massima di un 555 timer?

Il NE555 standard può raggiungere circa 100 kHz, mentre la versione CMOS (TLC555, LMC555) può operare fino a 2-3 MHz. Oltre queste frequenze, i ritardi di propagazione all'interno del CI e i tempi di risposta dei comparatori causano errori di temporizzazione significativi.

Perché il duty cycle nella modalità astable standard è sempre superiore al 50%?

Perché R₁ è sempre nel percorso di carica (insieme a R₂) ma non in quello di scarica, il tempo alto è sempre più lungo del tempo basso. Per ottenere un duty cycle del 50%, usa un diodo di bypass su R₂ o usa il 555 CMOS con una singola resistenza tra i pin 2 e 7.

Quale tipo di condensatore devo usare per il condensatore di temporizzazione?

Per frequenze superiori a 1 kHz, usa condensatori a film (poliestere, polipropilene) o ceramica C0G/NP0 per la migliore stabilità. Per intervalli di temporizzazione più lunghi (secondi), i condensatori elettrolitici sono pratici ma hanno tolleranza ±20% e significativa perdita. Evita le ceramiche X7R/X5R per la temporizzazione: la loro capacità cambia con la tensione applicata.

Quanto è precisa la formula del 555 timer?

La formula f = 1.44 / ((R₁ + 2R₂) × C) usa la costante 1.44 ≈ 1/0.693, derivata dal rapporto ln(2) delle soglie di 1/3 e 2/3 di Vcc. L'accuratezza nel mondo reale è tipicamente ±5% a causa della tolleranza delle resistenze, della tolleranza del condensatore e del ritardo di propagazione del CI. Per temporizzazioni precise, usa invece un oscillatore a cristallo.

Posso usare il 555 timer come controllore PWM?

Sì. Applicando una tensione di controllo al pin 5, sposti la soglia interna, cambiando il duty cycle senza modificare i valori dei componenti. Questo rende il 555 un semplice generatore PWM controllato in tensione, utile per la regolazione della luminosità dei LED e il controllo della velocità dei motori.

Qual è la differenza tra NE555 e il 555 CMOS (TLC555)?

Il NE555 bipolare assorbe più corrente (3-6 mA statici) ma può erogare/assorbire fino a 200 mA. La versione CMOS (TLC555, LMC555, ICM7555) assorbe solo 100 µA ma gestisce appena 10-100 mA in uscita. Le versioni CMOS funzionano anche a tensioni più basse (fino a 1,5 V) e raggiungono frequenze massime più alte.

Consigli

Per un oscillatore astable con duty cycle esattamente del 50%, aggiungi un diodo (1N4148) in parallelo a R₂ (anodo sul pin 7, catodo sul pin 6), che bypassa R₂ durante la fase di carica, rendendo uguali i tempi di carica e scarica. Il condensatore di temporizzazione C dovrebbe essere di tipo film (poliestere, polipropilene) o ceramica C0G/NP0 per la migliore stabilità di frequenza; evita i condensatori ceramici X7R, la cui capacità varia con la tensione. I condensatori elettrolitici sono accettabili per timer lunghi (secondi o minuti) ma hanno tolleranza ±20% e corrente di perdita. Il pin 5 (tensione di controllo) può essere usato per modulare la frequenza (modalità VCO): applicando 0,5-4 V qui si sposta la soglia lontano dal valore predefinito di 2/3 di Vcc. Mantieni R₁ ad almeno 1 kΩ per evitare corrente eccessiva attraverso il transistor di scarica.

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