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Circuito Integrado 555 - Aula01
Introdução - Astavel

Introdução

Astavel

 

1. Introdução

  É um CI muito versátil, sendo usado em todas as áreas  de eletrônica. Basicamente é usado como astável, monoestável ou Schmitt Trigger. A Fig01 mostra o diagrama em blocos do 555.

Fig01: Diagrama em blocos do CI 5555

Descreveremos a seguir  cada um dos blocos do diagrama

Comparadores ( 1 ): Num comparador a saída será alta ( nível lógico 1  ou VCC ) se V+ > V- e será baixa ( nível lógico 0 ou 0V ) se V+ £ V-. A Fig02a mostra um comparador com a saída alta e a Fig02b com saída baixa.

Fig02: Comparadores - Saída alta e saída baixa

 

No 555 a tensão no pino 2 ( Trigger ) é sempre comparada com VCC/3, enquanto a tensão no pino 6 
( Threshold ) é comparada com 2.VCC/3.

Flip – Flop RS ( 2 ): É  biestável , isto é, tem dois estados estáveis e a mudança de estado se faz de acordo com a  tabela verdade dada na Fig03, na qual também aparece o símbolo.

R

S

QF

0

0

QA

0

1

1

1

0

0

1

1

?

 

QA = Estado atual

QF = Estado futuro

? indeterminação

 

Fig03: Símbolo do Flip Flop  tipo RS - Tabela verdade

Buffer de Saída ( 3 ): Tem como finalidade aumentar a capacidade de corrente do CI. A corrente de saída do CI está limitada a 200mA , podendo entrar ou sair. Observe que o buffer inverte a sua entrada, isto é,  a saída do CI é Q.

Transistor interno (TR): Opera saturado quando 

ou cortado quando

A alimentação ( VCC ) pode variar de 4,5V a 16V. O encapsulamento mais comum é o   DIP ( Dual In line Package ).

  1 – GND
 2 – Trigger ( Disparo )
 3 - Saída
 4 - Reset
 5 – Controle de tensão
 6 – Threshold ( Limiar )
 7 – Descarga                      
  8 - VCC          

 

Fig04:  Encapsulamento Dual- In – Line

2 . Operação Astavel

  O circuito básico é o da Fig05.Neste, temos duas resistências e um capacitor ( opcionalmente podemos colocar um capacitor do pino 5 ao terra com a finalidade de melhorar o desempenho do circuito). A seguir a descrição do funcionamento do circuito .

 

Fig05: Circuito do astavel com 555

Na Fig05, VC = V6 = V2 , e como inicialmente S = 1 e R = 0, de acordo com a tabela verdade do FF RS   

e Vsaida = VCC. Como o transistor interno esta cortado C começa a se carregar  através de

RA + RB . Quando VC > VCC/3 ( basta que seja alguns mV maior )   teremos  R = S = 0 o que mantém o estado do FF interno, isto  é , Q = 1, saída VCC.

Quando porém FF resetará, isto é,  teremos agora R = 1 e S = 0 e nesse instante a 

saída vai a zero., saturando o transistor interno e fazendo C se descarregar através de RB e pelo transistor interno. Quando a tensão  em C cair abaixo de VCC/3 , novamente teremos  S = 1 e R = 0 setando o FF e portanto a saída volta para VCC e o transistor corta fazendo  o capacitor se carregar por RA + RB e tudo se repete. A Fig06 mostra o comportamento do circuito do ponto de vista  dos gráficos.

Fig06 -  Formas de ondas no capacitor e na saída 

     Os tempos alto ( TH ) e baixo ( TL ) são calculados por :
TH = 0,69.( RA + RB ).C    e    TL = 0,69.RB.C    

Observe que o tempo alto é maior que o tempo baixo pois a carga se dá por (RA + RB) e a descarga por RB. Caso se deseje  tempos iguais  deve-se impor RB  muito maior do que RA, sendo que RA deve ter valor de pelo menos 1K para que o transistor interno não sofra danos.

As expressões de TH e TL podem ser generalizadas por :

TH = 0,69.RCarga.C   e      TL = 0,69.RDescarga.C  

  onde  RCarga é a   equivalente que C  “vê” durante a carga e   RDescarga é a resistência equivalente que C “vê” na descarga, desta forma é possível, modificando os caminhos de carga e descarga ter  TH diferente de TL.

 

EXPERIÊNCIA  01 - ASTAVEL COM  555

Fazer Download do arquivo Aula01CI555 no qual estão os dois arquivos exp55501a, exp55501a  e Exp55502

1 .  Abra o arquivo EXP55501a, ative-o. Anote as formas de onda  na saída e em C, medindo as amplitudes  das tensões  bem como o período das oscilações. Compare com os valores teóricos.. Atenção!! Faça as mudanças que achar necessário, mas não salve com o mesmo nome . Use Salvar como no menu Arquivo ( File ).     

Fig01: CI 555 como astavel - circuito para experiência 01

2. Calcule o período das oscilações e anote   TCalc. = ___________

  3. Anote as formas de onda na saída e no capacitor, medindo o período

  TMed. = ______________

  4. Abra o arquivo Exp55501b e repita  os itens   1,2 e 3 para o  circuito da Fig02 

TCalc = ____________

 

 

TMed = ____________

 

Fig02: CI 555 como astavel - circuito para  item 4 da experiência 01

 

5.   Idem 4 invertendo o diodo  ( Faça você mesmo as modificações pedidas )

  TCalc = ____________                   TMed = ____________

EXPERIÊNCIA 02 -   PISCA PISCA

Abra o arquivo EXP55502, identifique o  circuito abaixo.
Calcule o tempo que o LED fica aceso e apagado. Ponha para funcionar o  circuito  e meça os dois tempos. Faça as mudanças que achar necessário, mas não salve com o mesmo nome . Use Salvar como no menu Arquivo ( File ).

                         Calculados

Taceso = _________
Tapagado = __________
                       Medidos

Taceso = _________
Tapagado = __________

 

Fig03: Astavel com CI 555 - pisca-pisca

Conclusões:

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Exercícios Resolvidos

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