Apostila básica sobre o 555.

O 555 é um circuito integrado dedicado, projetado para aplicações de temporizador e oscilador.

Características elétricas:

Tensão de alimentação entre 5 e 18 volts.

Corrente de saída ou dreno de, no máximo, 200mA.

Consumo aproximado de 10mA no estado alto e 1mA no estado de repouso.

Circuitos Básicos:

Monoestável (temporizador).

Astável (oscilador).

Características mecânicas:

Geralmente o 555 é apresentado em invólucro de plástico com 8 pinos em linha dupla (dual in line).

Circuito interno:

Pinagem:

Funcionamento e características do principais componentes internos:

Operação monoestável (temporizador):

Um temporizador apresenta em sua saída apenas dois estados:

-Alto - tensão de saída próxima a tensão de alimentação.

-Baixo - tensão da saída próxima a zero.

Destes dois estados apenas um é permanente , desta forma o circuito, quando estiver em repouso, apresentará sempre zero volts em sua saída.

Para sairmos desta situação é necessário acionar a entrada de disparo (pino 2). Esta entrada, na qual deve sempre ser aplicado um potencial positivo através da colocação de um resistor de 10k entre ela e o positivo, deve ser levada a um valor próximo a zero volts para que o 555 comece a temporizar. Isto pode ser feito através do push-botton. Quando a temporização se iniciar a saída, que estava em estado baixo, passará para estado alto (próximo a Vcc). Ela ficará em estado alto por um tempo determinado pela constante RC.

Circuito temporizador:

Funcionamento interno:

A entrada de disparo aciona o flip-flop e a saída passa a ser alta. O transistor entra em corte e o capacitor C começa a se carregar através do resistor R. Isto ocorre até que a tensão em C atinja o valor da tensão de controle, neste momento AO1 (veja a configuração interna) recicla o flip-flop, a saída passa para o estado baixo. Podemos perceber que o período de temporização é o tempo gasto para que o capacitor C se carregue através do resistor R até o valor da tensão de controle. Este período de temporização pode ser calculado pela expressão:

T=1,11xRxC onde:

T = segundos

R = ohms

C = farads

Exemplos:

1-)Calcule R para os valores abaixo:

C = 100uF

T = 1s

R = ?

T = 1,11xRxC

R=T/1,11xC

R = 1/1,11x0,0001

R = 9,09Kohms.

2-)Calcule T para os valores abaixo:

R = 10 K Ohms

C = 10uF

T = ?

T = 1,11xRxC

T = 1,11x10000x0,00001

T = 11ms.

3-)Calcule C para os valores abaixo:

T = 5s

C = ?

R = 47Kohms

T = 1,11xRxC

C = T/1,11xR

C = 5/1,11x47000

C = 0,0000967 Farads = 96,7uF

Variando-se os valores de R e C podemos controlar o período de temporização. Além de 5 minutos a precisão da temporização começa a diminuir.

Limitações:

-R deve ter valores, preferencialmente, entre 1k e 1M ohms (já usei valores maiores e funcionou).

-C no que se refere a valores não há nenhum problema, mas ao se utilizar capacitores eletrolíticos o valor da tensão de isolação do mesmo deve ser no máximo cinco vezes maior do que a tensão de alimentação. Isto devido a corrente de fuga, quanto maior a tensão de isolação de um capacitor eletrolítico maior sua corrente de fuga. E esta corrente de fuga faz com que se perca a precisão nos cálculos de temporização.

Se for necessário uma precisão maior e houver a necessidade de capacitores eletrolíticos use capacitores eletrolíticos de tântalo.

Se entre o pino 4 e a tensão de +VCC for colocado um resistor de 1K e entre o pino 4 e o terra um push-botton normalmente aberto poderemos, ao apertar o push-botton, resetar o circuito e acabar com a temporização.

Operação astável (oscilador):

Neste tipo de operação a saída ficará variando entre os estados alto e baixo numa freqüência que será determinada pela rede RC. Nesta montagem ao contrário da anterior a variação é infinita.

Ao se ligar a alimentação o capacitor C se carrega até 2/3 da tensão de alimentação, neste ponto o pino 6 (sensor de nível), percebe este valor e faz com que o circuito comece a descarregar o capacitor através do pino 7 (pino de descarga). Quando o valor da tensão no capacitor chegar a 1/3 da tensão de alimentação o pino 2 percebe e acaba a descarga. O capacitor começa a se carregar novamente.

Na carga a saída do 555 estará em estado alto e na descarga a saída estará em zero.

Esta situação, carga e descarga, continuará indefinidamente.

Funcionamento interno:

Supondo a saída em estado alto teremos na saída do flip-flop o estado zero e na saída do 555 o estado 1. O transistor estará cortado e o capacitor estará se carregando. Ao atingir 2/3 da tensão o comparador 1 perceberá e em sua saída teremos 1, a saída do flip-flop passará a 1 fazendo o transistor saturar e começar a descarga, a saída do 555, pino 3, estará em zero.

O capacitor se descarregará até que a tensão sobre ele atinja 1/3 de Vcc, quando isto ocorrer a saída do comparador 2 passará para 1, a saída do flip-flop para zero e a carga do capacitor começará novamente. A saída do 555 estará em 1 (+ ou - Vcc).

Perceba que sempre que um comparador tiver 1 em sua saída o outro terá 0. Veja os circuitos dos comparadores, e a tabela da verdade do flip-flop nas figuras acima.

Para calcularmos o valor da frequência de saída utilizamos a seguinte fórmula:

F=1,44/(RA+2RB) x C onde:

F = Hertz

R = Ohms

C = Farads

para circuitos em que o valor de RA é 100 vezes menores do que RB podemos aproximar a fórmula para:

F=0,72/RB x C

neste caso a frequência da saída será muito parecida com uma onda quadrada, pois o período de carga ficará muito próximo do período de descarga.

Podemos perceber que o período de carga nunca será menor do que o de descarga, isto acontece pois para carregar o capacitor a corrente terá de passar por RA e RB e para descarregar só por RB.

Veja o circuito:

Na saída teremos sempre períodos altos e baixos, podemos calcular a duração dos períodos com as fórmulas abaixo:

Período alto:

T1 = 0,7 x (RA + RB) x CT

Período baixo:

T2 = 0,7 x RB x CT

O período total será, então:

T = 0,7 x (RA + RB) x CT

O que corresponde a fórmula já citada:

F = 1,44/(RA +2RB) x CT

Exemplos:

1-)Qual o valor da frequência para:

RA =10K

RB =10K

C=1uF

F = 1,44/(RA + 2RB) x CT

F =1,44/(10K + 20K) x 1uF

F = 48 Hz

2-)Qual o valor da frequência para:

RA = 1K

RB = 100K

C =1uF

F= 1,44/(RA + 2RB) x CT

F = 1,44/ (1K + 200K) x 1uF

F = 7,16 Hz

The End

8

Comentários