{"id":84831,"date":"2023-01-06T06:00:32","date_gmt":"2023-01-06T05:00:32","guid":{"rendered":"https:\/\/botland.com.pl\/blog\/uklad-ne555-wszystko-co-powinienes-wiedziec\/"},"modified":"2024-07-29T11:35:27","modified_gmt":"2024-07-29T09:35:27","slug":"ne555-schaltkreis-alles-was-sie-wissen-muessen","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/botland.de\/blog\/ne555-schaltkreis-alles-was-sie-wissen-muessen\/","title":{"rendered":"NE555 Schaltkreis – alles, was Sie wissen m\u00fcssen"},"content":{"rendered":"Lesezeit<\/span> 6<\/span> min.<\/span><\/span>\t\t
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Es gibt einen integrierten Schaltkreis, der, obwohl er schon seit einem halben Jahrhundert produziert wird, nicht alt geworden ist und dessen Anwendungsbereich so breit gef\u00e4chert ist, dass bereits viele B\u00fccher \u00fcber ihn geschrieben wurden. Lernen Sie den NE555 Timer kennen! <\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t

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NE555 - Zeitschaltung und mehr!<\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t
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Dieser Artikel stellt die Geschichte, das Hardware-Design und Anwendungsbeispiele des integrierten Schaltkreises NE555 vor, der als Miniatur-Zeitmaschine, die Elemente der digitalen und analogen Technologie kombiniert, in die Geschichte der Elektronik eingegangen ist. <\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t

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Timer NE555 - allgemeine Eigenschaften<\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t
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Der NE555 Timer ist ein integrierter Allzweckschaltkreis, der eine breite Palette von Anwendungen bietet – elektronische Schaltungen k\u00f6nnen auf seiner Basis gebaut werden, sei es f\u00fcr Spielzeug, elektrische Haushaltsger\u00e4te, Kraftfahrzeuge oder ein Space Shuttle. Seine Konstruktion erm\u00f6glicht den Betrieb in drei grundlegenden Modi – monostabiler Generator, astabiler Generator und bistabiles Flip-Flop. Der Designer des integrierten Schaltkreises NE555 war der Schweizer Ingenieur Hans Rudolph Camenzind (1934-2012). In den fr\u00fchen 1970er Jahren war der Erfinder bei Signetics (heute NXP Semiconductors) unter Vertrag, um das Design eines integrierten Schaltkreises zu entwickeln, der eine Phasensynchronisationsschleife (PLL) implementierte. Als Ergebnis erhielt der Konstrukteur einen Oszillator f\u00fcr die Phasensynchronisationsschleife, dessen Schwingungsfrequenz nicht von der Versorgungsspannung und der Temperatur abh\u00e4ngig war. <\/p>\n\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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NE555 Schaltkreis.<\/figcaption>\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t<\/figure>\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t
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Leider zwang die damalige Wirtschaftskrise das Management von Signetics dazu, fast die H\u00e4lfte der Mitarbeiter zu entlassen, was zur Aussetzung des Projekts f\u00fchrte. Camenzind schlug jedoch eine alternative L\u00f6sung vor, n\u00e4mlich die Entwicklung eines auf einem Universaloszillator basierenden Chips f\u00fcr die PLL-Schleife. Das Projekt wurde zun\u00e4chst von anderen Ingenieuren des Unternehmens abgelehnt. Sie argumentierten, dass der Chip aus Komponenten gebaut werden k\u00f6nnte, die bereits in ihrer Produktpalette vorhanden waren. Au\u00dferdem war die Entwicklung und Markteinf\u00fchrung des integrierten Schaltkreises NE555 im Jahr 1972 ein ziemlich riskanter Schritt, nicht zuletzt wegen der allgegenw\u00e4rtigen Krise. Es dauerte nicht lange, bis der Intel 4004 Chip, der erste Mikroprozessor – ein programmierbarer Chip f\u00fcr den zivilen Gebrauch – in Serie ging und ein v\u00f6llig neues Kapitel in der Geschichte der Elektronik und der Computertechnik aufschlug. Schlie\u00dflich akzeptierte die Marketing- und Vertriebsabteilung von Signetics Camenzinds Entwurf. Der erste Prototyp des NE555-Chips war in einem 9-poligen TO-5-Metallgeh\u00e4use untergebracht, aber schon nach wenigen Tagen modifizierte der unerm\u00fcdliche Designer den Chip so, dass er in ein Kunststoffgeh\u00e4use des Typs DIL8 passte – er tauschte einfach die interne Stromquelle gegen einen Widerstand aus. Schlie\u00dflich kam der NE555-Chip sowohl im TO-5- als auch im DIL8-Geh\u00e4use auf den Markt. Im Jahr 1972 wurde dieser IC von bis zu 12 Unternehmen hergestellt, die auf die Massenproduktion von Halbleitern spezialisiert waren. <\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t

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NE555 Timer - Block Schaltplan und Pinbelegung<\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t
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Abb. 1 zeigt ein vereinfachtes Blockdiagramm des 555-Timers mit den wichtigsten Bl\u00f6cken, aus denen die Schaltung besteht.<\/p>\n\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t

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Abb. 1 – Vereinfachtes Blockdiagramm des 555-Timers: <\/p>\n

Legende:<\/p>\n

A<\/strong> – Eingangs-Widerstandsteiler 3x 5k\u03a9;<\/p>\n

B<\/strong> – Spannungskomparator der oberen Ausl\u00f6seschwelle;<\/p>\n

C <\/strong>– Spannungskomparator der unteren Ausl\u00f6seschwelle;<\/p>\n

D<\/strong> – der SET\/RESET Flipflop;<\/p>\n

E <\/strong>– sekund\u00e4rer Ausgang;<\/p>\n

F<\/strong> – Entladetransistor des Zeitschaltkreises<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t

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Der Zeitschaltkreis NE555<\/a> enth\u00e4lt in seiner Struktur 23 Transistoren (bipolar in TTL-Ausf\u00fchrung oder Feldeffekt in CMOS-Ausf\u00fchrung) sowie Dioden und Widerst\u00e4nde. Die grundlegenden Funktionselemente des Zeitschaltkreises NE555a sind ein Spannungswiderstandsteiler, Komparatoren und ein SR-Flipflop. Die Aufgabe der Komparatoren besteht darin, die Spannungen an den invertierenden und nicht invertierenden Eing\u00e4ngen zu vergleichen. Wenn die Spannung am nicht invertierenden Eingang des Komparators h\u00f6her ist als die am invertierenden Eingang, gibt der Komparator einen High-Zustand am Ausgang aus. Da Komparatoren einen hohen Eingangswiderstand haben, wird die Spannung an jedem der drei Widerst\u00e4nde, die den Eingangsspannungsteiler bilden, gleichm\u00e4\u00dfig aufgeteilt. Das SR-Flipflop hingegen ist eine Art Ein-Bit-Speicher. Wenn der S-Eingang im High-Zustand ist, ist der Ausgang des Flipflops High. Umgekehrt ist der Ausgang des Flipflops im Low-Zustand, wenn der R-Eingang im High-Zustand ist. <\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t

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Abb. 2 – Anschl\u00fcsse des integrierten Schaltkreises NE555 im DIL8-Geh\u00e4use<\/p>\n

Abb. 2 zeigt den Anschlussplan des NE555 IC in einem Standard-DIL8-Kunststoffgeh\u00e4use. Die einzelnen Anschl\u00fcsse haben die folgenden Funktionen: <\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t

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1 – GROUND – Erdung der Stromversorgung;<\/p>\n

2 – TRIGGER – ein kurzer Impuls von High auf Low an diesem Pin triggert den Timer;<\/p>\n

3 – OUTPUT – Impulsausgang;<\/p>\n

4 – RESET – Wenn Sie diesen Pin mit Masse kurzschlie\u00dfen (und damit einen Low-Status erzeugen), wird die Schaltung zur\u00fcckgesetzt;<\/p>\n

5 – CONTROL VOLTAGE – durch Anlegen einer externen Steuerspannung an diesen Pin k\u00f6nnen wir die Schwellenwerte der Ausl\u00f6sespannung der internen Komparatoren \u00e4ndern;<\/p>\n

6 – THRESHOLD – wenn die Spannung an diesem Pin \u2154 der Versorgungsspannung \u00fcbersteigt, verschwinden die Impulse an Pin 3;<\/p>\n

7 – DISCHARGE – Kollektor (in der CMOS-Version: Drain) des Transistors, der den Zeitschaltkreis entl\u00e4dt;<\/p>\n

8 – POWER SUPPLY (VCC) – Versorgungsspannung (von +5V bis +15V, bezogen auf das Potential von Pin 1)<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t

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NE555 Timer als monostabiler Generator<\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t
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Im monostabilen Generatormodus (Abb. 3) erzeugt der Timer 555, wenn ein kurzer Impuls vom High-Zustand in den Low-Zustand an Pin Nr. 2 angelegt wird, indem S1 kurzgeschlossen wird, an Pin Nr. 3 einen High-Zustandsimpuls, dessen Dauer T von den gew\u00e4hlten Werten des Widerstands von Widerstand R1 und Kondensator C1 abh\u00e4ngt, gem\u00e4\u00df der Beziehung (1.1):<\/p> T = 1,1*R1 * C1 (1.1)

Der High-State-Impuls geht in den Low-Zustand \u00fcber, wenn die Spannung an Pin 6 einen Wert von \u2154 der Versorgungsspannung an Pin 8 erreicht. Dies ist auch der Zeitpunkt, an dem der interne Transistor den Kondensator der Zeitschaltung vollst\u00e4ndig entl\u00e4dt. Je l\u00e4nger die gew\u00fcnschte Dauer des High-State-Impulses ist, desto gr\u00f6\u00dfer m\u00fcssen die Werte der Elemente R1 und C1 gew\u00e4hlt werden. <\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t

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Abb. 3 – NE555 Timer als monostabiler Generator<\/p>\n\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t

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NE555 Timer als astabiler Generator <\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t
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Im astabilen Generatormodus (Abbildung 4) unterscheidet sich die Anordnung der Anschl\u00fcsse der externen Komponenten geringf\u00fcgig von der im monostabilen Modus. In diesem Modus sind Pin 2 und Pin 6 miteinander kurzgeschlossen, was bedeutet, dass der Timer 555 eine periodische Wellenform an Pin 3 erzeugt. Die Frequenz dieser Wellenform h\u00e4ngt von den gew\u00e4hlten Widerst\u00e4nden Ra und Rb und der Kapazit\u00e4t C ab, entsprechend der Beziehung (2.1): <\/p>\n

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In diesem Modus k\u00f6nnen wir durch die Auswahl geeigneter Elementwerte auch den F\u00fcllfaktor der Wellenform am Ausgang (Pin 3) gem\u00e4\u00df der Beziehung (2.2) \u00e4ndern:<\/p>\n

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Abb. 4 – NE555 Timer als astabiler Generator <\/p>\n\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t

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NE555 Timer als bistabiler Flip-Flop<\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t
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Der Timer 555 verf\u00fcgt noch \u00fcber eine dritte grundlegende Betriebsart – ein bistabiler Flip-Flop (Abbildung 5). In dieser Konfiguration kann die Schaltung zwei stabile Zust\u00e4nde am Ausgang (Pin 3) erreichen, n\u00e4mlich Low-Zustand oder High-Zustand. In diesem Fall ist der Kondensator der Zeitschaltung \u00fcberfl\u00fcssig. Es reicht aus, zwei monostabile Schalter anzuschlie\u00dfen, n\u00e4mlich S1 und S2. Ein kurzer Druck auf S1 versetzt Pin 2 in den Low-Zustand und schaltet Pin 3 dauerhaft in den Low-Zustand. Andererseits legt ein kurzer Druck auf S2 einen Low-Zustand an Pin Nr. 4 an und versetzt Pin Nr. 3 dauerhaft in einen High-Zustand. <\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t

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Abb. 5 – NE555 Timer als bistabiler Flip-Flop <\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t

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Timer 555 - Hauptmerkmale<\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t
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Die einfache Implementierung von Grundkonfigurationen ist nicht der einzige Vorteil des 555 Timers. Erw\u00e4hnenswert ist auch der weite Versorgungsspannungsbereich (von +5 V bis +15 V) und die maximale Ausgangsstromkapazit\u00e4t von 200 mA, die es ihm erm\u00f6glicht, mit TTL-Logikschaltungen zu arbeiten. An dieser Stelle sei erw\u00e4hnt, dass die Pins 2 und 6 in Bezug auf die logischen Pegel der Schaltspannungen zwischen dem Low-Zustand und dem High-Zustand kompatibel zueinander sind. Durch die Auswahl geeigneter externer Komponenten k\u00f6nnen Sie den Timer 555 so einstellen, dass er im monostabilen Modus bis zu mehreren Minuten l\u00e4uft, und die maximale Wellenformfrequenz, die Sie am Ausgang im astabilen Modus erhalten k\u00f6nnen, betr\u00e4gt bis zu 500 kHz. Der F\u00fcllfaktor kann ebenfalls in Echtzeit eingestellt werden, indem Sie einen Widerstand durch ein Potentiometer ersetzen. Die Temperaturstabilit\u00e4t des NE555 Chips liegt bei 50 ppm\/\u00b0C. <\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t

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Timer 555 - Anwendungsbeispiele<\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t
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Der 555 Timer Schaltkreis wird in vielen elektronischen Projekten zur Erzeugung von Impulsen verwendet. Wir werden Ihnen nun einige der wichtigsten Projekte vorstellen, die auf dem NE555 IC basieren und die einfach und sehr praktisch sind. Diese Projekte k\u00f6nnen mit leicht erh\u00e4ltlichen diskreten Bauteilen realisiert werden. <\/p>\n

Timer 555 als DC\/DC-Spannungswandler<\/h3>\n\n\n

Mit dieser Schaltung k\u00f6nnen Sie eine Spannung erzeugen, die fast doppelt so hoch ist wie die Eingangsspannung, indem Sie das Prinzip des Spannungsmultiplikators anwenden. Wenn die Eingangsspannung z.B. etwa 5 V DC betr\u00e4gt, k\u00f6nnen Sie eine Ausgangsspannung von etwa 10 V DC erhalten. Dieses Projekt des 555-Timers arbeitet in einer astabilen Generator-Konfiguration. Kondensatoren sind in Reihe geschaltet und zum Aufladen dieser Kondensatoren liefert der NE555 Timer Taktimpulse. Die geladenen Kondensatoren \u00e4ndern die Spannung, die fast dem Doppelten der Eingangsspannung entspricht. Die Ausgangsspannung kann mit einem Multimeter gemessen werden. <\/p>\n

Timer 555 als akustischer Signalgeber f\u00fcr den Einbruchalarm<\/h3>\n\n\n

Mit dieser Schaltung kann ein Dieb, der eine Fensterscheibe einbricht, identifiziert werden, indem ein Alarm ausgel\u00f6st wird. Ein Projekt, das auf dem 555 Timer Chip basiert, wird als Sicherheitssystem verwendet. Wenn eine Schleife unterbrochen wird, aktiviert der Chip einen Summer, um vor einem Einbruch zu warnen. <\/p>\n

Timer 555 als kontaktgesteuerter elektrischer Lastschalter<\/h3>\n\n\n

Dieses Projekt zielt darauf ab, die Last f\u00fcr eine kurze Zeit mit Hilfe eines Ber\u00fchrungsschalters und eines 555 Timer-ICs zu regulieren. Der Timer arbeitet im monostabilen Modus und wird durch eine an seinen Pin Nr. 2 angeschlossene Ber\u00fchrungsplatine aktiviert. Der Pin Nr. 3 des NE555-Chips liefert f\u00fcr ein festes Zeitintervall, das durch die RC-Zeitkonstante bestimmt wird, einen hohen logischen Zustand. Der High-Zustand am Ausgang veranlasst das Relais, die Last f\u00fcr die entsprechende Zeit einzuschalten, wonach es sich automatisch ausschaltet. <\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Es gibt einen integrierten Schaltkreis, der obwohl er schon seit einem halben Jahrhundert produziert wird – nicht alt geworden ist und dessen Anwendungsbereich so breit gef\u00e4chert ist, dass bereits viele B\u00fccher \u00fcber ihn geschrieben wurden – lernen Sie den NE555 Timer kennen!<\/p>\n","protected":false},"author":21,"featured_media":63174,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_acf_changed":false,"footnotes":""},"categories":[475],"tags":[],"class_list":["post-84831","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-tipps"],"acf":[],"yoast_head":"\nNE555 Schaltkreis - alles, was Sie wissen m\u00fcssen - Botland<\/title>\n<meta name=\"description\" content=\"Der 555 Timer ist einer der beliebtesten integrierten Schaltkreise in der Geschichte der Elektronik! 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