【NE555使い方】タイマーICで、アナログタイマー回路を作る【前編】

前記事で、LEDの点灯させかた（抵抗の計算）を書きましたが・・・

スイッチONで、LEDが点灯するだけでは、あまり面白くないのですよね

そこで、電子工作らしくICを使った「アナログタイマー」を作ってみました

電子工作で、よく使われるICの一つに「555」という型番のものがあります

通称「タイマーIC」とか「555IC（NE555）」と呼ばれるもので、

少ない部品で、アナログタイマー（単発のパルス波）や方形波（四角い波）発振に使えるICです

アナログタイマー回路や、LED点滅回路（Lチカ）だけでなく色々応用ができます

ブレッドボードを使えば、はんだ付け不要で、ICの回路も簡単に組めますので

ぜひ、タイマーIC（555IC）を使った電子工作に、チャレンジしてみてください

このページでは、555IC（NE555）の「ワンショットパルス」を応用した「アナログタイマー」について解説しています

555ICの「連続発振」を応用した「LED点滅」については、コチラをご覧ください

【NE555使い方】タイマーICで、LED点滅回路を作ろう【後編】前回は、タイマーIC「NE555」の単安定モードを使った「アナログタイマー」を作りました実は、タイマーIC「NE555」にはも...

また、LEDを使う上で欠かせない「抵抗値」の計算は、コチラに書きました

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「アナログタイマー」と「デジタルタイマー」

タイマーと言ったら、数字がカウントされる「キッチンタイマー」みたいなものを想像しますよね。

私達の周りでよく見かけるこれらは、「デジタルタイマ」ーです

デジタルタイマーは、正確に発振されたパルスを数えることで時間を決めますが、

アナログタイマーは、「抵抗を通してコンデンサーに電気を貯める」ことで、時間を決めます

簡単に言えば「デジタルタイマー」は、一定時間に一個づつ飛んでくるボールの個数を数えるイメージですが、

「アナログタイマー」は水道の蛇口を調節して、バケツがいっぱいになるまで待つイメージです

デジタルに比べて、細かい時間を設定するのは不向きですが、専用のタイマーIC（555）を使えば、少ない部品でタイマー回路が作れます

（機会があればデジタルタイマーの記事もやりたいと思ってます）

タイマーIC　555（NE555）とは

1972年にシグネティクス社（現NXP社）から発表されたIC（NE555）です

セカンドソース品（ライセンスを得て別社が製造）が国内外メーカーから、多数販売されています

555IC（NE555）は、

タイマー回路等に応用される「単安定モード」（ワンショットパルス）

一定周波数を連続発振させる「無安定モード」（方形波発振）

という「2つの機能」を持ったICです

555IC（NE555）は、使いやすさ、安定性の他に加え、価格の安さや供給の安定などもあり、古い設計のICながら、現行生産（2022年現在）されています

また、CMOS版（トランジスターの代わりにMOS-FETを使っている）も製造されています

CMOS版はバイポーラ版に比べ、低消費電力、低電圧動作、高速化などスペックアップされています

555IC（NE555）の特徴

オリジナル品は、バイポーラ（トランジスタ）構造のIC
改良版のCMOS構造品もあり（低消費電力、低電圧動作、高速化）
幅広い電圧4.5V～15Vで動作（CMOS版はさらに低い電圧で動作可）
10μS～1000S位で使われる、ワンショットパルス生成（タイマー）機能
方形波発振機能（条件によるが、数百KHｚまで可）
出力電流が大きい※（100～200ｍA　メーカーや製造プロセスにより異なる）

といった特徴をそなえています

※多くの場合、ICの出力は小さい場合が多いです

LEDなどを点灯（ドライブ）する場合、普通はトランジスターなどを使って、出力を強化しますが、

NE555は出力が大きく、LEDなどを直接点灯できます

タイマーに使える「単安定モード」

単安定モードは「単発のパルス（ワンショットパルス）」を発生させる機能です

ICに接続されたC（コンデンサー）とR（抵抗）によって、パルスの幅（時間）を変更できます（数μS～1000S位までがよく使われます）

ICの2PIN（トリガー端子）の「立ち下がりエッジ」でパルス発生をスタートします

出力は「単発の正パルス」で、ICの3PIN（OUT）に出力されます

パルス幅（タイマー時間）の求め方

パルスの幅（時間）は、ICの6、7ピンに接続された抵抗（R2）と、コンデンサ（C1）の値により変化します

パルス幅 = 1.1 ✕ C1 ✕ R2

タイマー時間の参考値

C1容量	R2抵抗値	パルス幅
100μF	10KΩ	1.1秒
220μF	22KΩ	5.3秒
470μF	100KΩ	51.3秒

ボタンを押し続けると？

ボタンを押し続ける（トリガー入力が「Lレベル」）間は、パルス幅の時間を超えても出力は「Hレベル」のままです

ボタンを離してた時・・・

パルス幅の時間を超えていない　→　「通常タイマー動作」

パルス幅の時間を超えている　　→　同時に出力も、即時Lレベルに戻る

という動作になります

単安定モードを使った「アナログタイマー」回路図

SWを押すと、R2とC1で設定した時間LEDが点灯するタイマーです

タイマー時間（秒）＝　パルス幅　＝1.1✕R2✕C1

R2＝22KΩ　C1＝100μFの場合　約2.4秒になります

「555」ICは、出力電流が大きく（定格電流100～200ｍA位）LEDを直接点灯できます

※出力はHレベルの電流吐出し、Lレベルの電流吸込どちらも可能です

もっと大きな電流を扱いたい場合、トランジスタなどを使います

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ブレッドボードに組んでみる

ブレッドボードでの「部品実装図」です。電源は5Vを使っています

LEDと電解コンデンサには、極性（プラス・マイナスの向き）があります

間違えないように、取り付けましょう

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ブレッドボードの組み立て例

実際に組み立ててみました

部品実装図とは、部品位置が若干異なっていますが、配線は同じです

写真で電源は、安定化電源を使っています（5V、定電圧モード）

手持ち部品の関係で

パスコン0.1μFはフィルム（マイラ）コンデンサ
パスコン（電源ライン）に33μFの電解コンデンサ
5PIN　0.01μFもフィルム（マイラ）コンデンサ
R4（4.7KΩ→4.99KΩ）
C1＝100μF　R2＝22KΩ　（約2.4秒）

となっています

部品表

NE555（またはセカンドソース品）	タイマーIC	1
LED	（色はお好みで）	1
抵抗：470Ω	R1：LED抵抗	1
抵抗：22KΩ	R2	1
抵抗：10KΩ	R3	1
抵抗：4.7KΩ	R4	1
電解コンデンサ：100μF	C1	1
電解コンデンサ：10～100μF	パスコン	1
セラミック/フィルムコンデンサ：0.1μF	パスコン	1
セラミック/フィルムコンデンサ：0.01μF	PIN5接続用	1
SW	押ボタンタイプ	1