목차 보기
  1. 동작 원리
  2. 시간 공식
  3. 회로 구성
  4. 트리거 조건
  5. 응용 예
  6. 자주 하는 실수
  7. 패턴도에서 확인하기
  8. 정리

무안정 회로가 "계속 깜빡이는" 동작이라면, 단안정(monostable) 회로는 버튼을 누를 때 한 번만, 정해진 시간 동안 켜졌다가 스스로 꺼지는 동작입니다. 계단 조명 타이머, 일정 시간 울리는 경보, 짧은 입력 펄스를 보기 좋은 길이로 늘리는 펄스 확장기가 대표적인 쓰임입니다. 이 글에서는 555 단안정 회로의 동작과 시간 공식, 부품값 선택, 트리거 조건, 자주 하는 실수를 정리합니다. 시간 계산은 555 타이머 계산기의 단안정 탭을 쓸 수 있습니다.

동작 원리

단안정에서는 평소에 출력이 Low이고, 트리거가 들어오면 출력이 High가 되어 정해진 시간 동안 유지됩니다. 시간이 끝나면 출력이 다시 Low로 돌아가고 다음 트리거를 기다립니다.

  1. 평소에는 7번 핀(방전)이 커패시터를 접지로 붙잡고 있어 커패시터 전압은 0V입니다. 출력은 Low입니다.
  2. 2번 핀(TRIG) 전압이 전원의 1/3 아래로 잠깐 내려가면(버튼을 누름) 출력이 High가 되고 7번 핀이 열려 커패시터가 R을 통해 충전되기 시작합니다.
  3. 커패시터 전압이 전원의 2/3에 도달하면 출력이 Low로 돌아가고 7번 핀이 다시 커패시터를 방전시킵니다.

시간 공식

출력 High 시간  t = ln(3) × R × C ≈ 1.1 × R × C

전원 전압이 달라져도 시간이 거의 변하지 않는 것이 장점입니다. 커패시터가 전원의 2/3까지 차오르는 시간이 R·C로만 정해지기 때문입니다.

RC출력 시간
10kΩ10µF약 0.11초
100kΩ1µF약 0.11초
100kΩ10µF약 1.1초
47kΩ100µF약 5.2초
470kΩ100µF약 52초
1MΩ10µF약 11초

R이 3MΩ을 넘거나 C가 누설이 큰 전해 커패시터이면 시간이 부정확해집니다. 수십 초 이상의 긴 시간은 555보다 전용 타이머 IC나 마이크로컨트롤러가 더 정확합니다.

회로 구성

  • R: +V와 7번·6번 핀(서로 묶음) 사이
  • C: 6번 핀과 접지 사이
  • 트리거: 2번 핀을 풀업 저항(10kΩ)으로 +V에 연결하고, 스위치를 2번 핀과 접지 사이에 둡니다. 평소에는 High, 누르면 Low로 떨어져 트리거됩니다.
  • RESET(4번): +V에 연결합니다.
  • CTRL(5번): 10nF을 접지로 달아 노이즈를 줄입니다.
  • 출력(3번): LED 저항과 LED, 또는 트랜지스터를 통해 릴레이·부저를 구동합니다.

7번과 6번 핀을 묶는 것이 무안정과 다릅니다. 무안정에서는 R2가 7번과 6번 사이에 있었지만 단안정에서는 R 하나가 +V에서 7·6번으로 직접 연결됩니다.

트리거 조건

555 단안정은 재트리거가 되지 않습니다. 출력이 켜져 있는 동안 트리거가 다시 들어와도 시간이 연장되지 않습니다. 버튼 바운스(짧은 떨림)가 있어도 첫 트리거만 인식되므로 디바운스 회로가 따로 필요 없다는 장점이 있습니다(택트 스위치와 풀업·풀다운 저항).

주의할 점은 트리거가 눌려 있는 시간입니다. 2번 핀의 Low 상태가 출력 시간보다 길게 이어지면 출력이 그 시간 동안 High로 유지됩니다. 버튼을 길게 누르는 동작에서도 정해진 시간만 켜지게 하려면 트리거 입력에 작은 커패시터(10nF 정도)와 저항으로 미분 회로를 만들어 짧은 펄스로 바꿔 줍니다.

응용 예

  • 지연 조명: 버튼을 누르면 LED를 약 10초 켭니다. 출력에 트랜지스터를 달아 큰 전류의 램프를 구동합니다(트랜지스터 스위치 회로).
  • 경보음 길이 조절: 센서 신호가 들어오면 부저를 1초만 울립니다.
  • 펄스 확장: 마이크로컨트롤러에서 나오는 짧은 펄스를 사람이 볼 수 있는 0.1초로 늘려 LED로 표시합니다.

자주 하는 실수

실수증상해결
7번과 6번 핀을 묶지 않음출력이 켜진 채로 멈춤두 핀을 R에 함께 연결
2번 핀 풀업 생략시작할 때 저절로 트리거됨10kΩ으로 +V에 연결
4번 핀 방치무작위로 리셋+V에 연결
시간이 계산과 크게 다름전해 커패시터의 오차와 누설값을 측정하고 가변저항으로 보정
버튼을 누르고 있으면 계속 켜짐트리거가 출력보다 길게 유지미분 회로로 트리거 폭 줄이기

패턴도에서 확인하기

패턴도의 NE555 모델은 무안정과 단안정을 모두 다루는 타이머 모델입니다. 부품을 놓고 스위치로 2번 핀을 접지로 당겨 보면서 출력 핀의 HIGH·LOW 상태가 일정 시간 뒤 바뀌는지 확인해 보세요. 시뮬레이션 사용법은 패턴도 시뮬레이션 사용법에 있습니다.

정리

단안정의 출력 시간은 t ≈ 1.1 × R × C이고, 7·6번 핀을 묶어 R로 +V에 연결하는 것이 핵심입니다. 트리거 풀업과 4번 핀 처리를 빠뜨리지 마세요. 같은 R·C 개념을 더 일반적으로 이해하려면 RC 시정수와 커패시터 충방전을 보세요.

이 글은 학습 목적의 일반적인 안내입니다. 부품마다 규격과 핀 배열이 다를 수 있으니 실제 작업 전에는 사용하는 부품의 데이터시트를 확인하세요. 안전과 관련된 작업은 항목별 주의 사항을 먼저 읽고 진행하세요.