Circuito integrado 5552334

Circuito integrado 555

Criado originalmente para funcionar como temporizador de precisão (Monoestável), o 555 pode na

prática ser utilizado como Astável ou Biestável.

O 555 embora classificado como um circuito integrado linear pode ser considerado como um

híbrido ou seja, alguns aspectos do seu funcionamento permitem a sua utilização tanto em

funções lineares como em blocos puramente digitais.

SE555, LM555, ?A555, CA555, NE555, são códigos do mesmo componente mas de diferentes

fabricantes.

Identificação dos terminais:

Tem oito terminais/pinos dispostos em DIL (dual in line).

1 – Negativo da alimentação 5 – Entrada da tensão externa de controlo

2 – Entrada de disparo 6 – Sensor de nível de tensão

3 - Saída 7 – Descarga (do condensador da rede RC externa)

4 – Reset ou rearme 8 – Positivo da alimentação (5V a 15V)

Características técnicas:

• Tensão de alimentação: entre 5 e 15 Volt.

• Corrente máxima na saída: até 200 mA.

• Tensão na saída: aproximadamente entre 0V e o valor do positivo da alimentação.

• Consumo interno de corrente: um máximo de 10 mA.

• Temporização: como temporizador (monoestável) pode gerar períodos desde alguns micros –

segundos até horas.

• Oscilação: como oscilador (astável) pode gerar frequências desde fracções de Hertz até cerca

de uma centena de KHz.

O 555 por dentro:

O 555 contém um Flip-Flop (biestável), dois amplificadores operacionais como comparadores de

tensão mais um bloco amplificador de saída (constituído por tran¬sístores bipolares), um

transístor isolado que actua como inter¬ruptor de descarga, além de um divisor de tensão

formado por três resistências de 5K.

O 555 como Monoestável (apenas apresenta um estado estável, alto ou baixo, na saída)

A figura representa o esquema básico para que o 555 funcione como Monoestável (temporizador

de precisão).

O primeiro requisito é que os terminais 1 e 8 estejam a receber uma tensão entre 5 e 15 Volt.

O terminal 5 (entrada da tensão de controlo externo), na maioria dos casos não precisa de ser

utilizado.

O terminal 2 de comando, responsável pelo disparo do monoestável, deve estar a um potencial

positivo, quando em repouso, através da resistência R1 cujo valor típico se situa entre 10K e 100K.

Pressionando o botão (PB1) aplica-se um impulso negativo ao terminal 2 de disparo com o que

será dado início ao período de Temporização.

Os terminais 6 e 7 responsáveis respectivamente pelo “sensor de nível de tensão” e “descarga do

condensador externo” são juntos e a eles são ligados os componentes externos responsáveis pela

temporização, ou seja, a resistência RT (ao positivo da alimentação) e o condensador CT (ao

negativo da alimentação).

Podemos observar que o terminal 4 (reset) para não interferir no processo de temporização deve

permanecer em repouso, ligado ao positivo da alimentação.

A saída da temporização é obtida no terminal 3.

A sequência é:

• Pino 2 (positivo), em repouso, nada acontece já que a saída 3 permanece num nível baixo

(praticamente em zero Volt).

• Pressionando o botão de pressão, o impulso negativo aplicado no pino 2 dá início à

temporização. A saída 3 passa a um nível alto, muito próximo da tensão de alimentação positiva.

• Durante todo o tempo, determinado pelos valores de RT e CT, o pino 3 ficará com um nível alto.

Decorrido esse tempo dá-se uma brusca transição para um nível baixo no pino 3, ficando nesse

nível até ser aplicado um novo disparo no pino 2.

A fórmula através da qual podemos calcular o período de temporização é:

T – Tempo em segundos CT – Capacidade em ?F RT – Resistência em K?

(limites recomendados: entre 1 nF e 1000 ?F) (limites recomendados: entre 1 K? e 10 M?)

O 555 como Astável (ou não estável – não tem condições estáveis na sua saída, logo

oscila/oscilador)

A figura representa o esquema básico para que o 555 funcione como Astável (oscilador).

Os terminais 1 e 8 devem receber uma tensão entre 5 e 15 Volt.

A malha RC (formada por R1, R2 e C) determina a frequência de oscilação. A frequência máxima

de oscilação situa-se nos 100KHz.

O condensador geralmente de 10nF, ligado ao pino 5 e ao negativo da alimentação, não influi na

frequência do oscilador, tendo a função de estabilização e desacoplamento. Este terminal 5 pode

no entanto ser usado para o ajuste fino da frequência de oscilação através de uma malha de

resistências fixas e variável.

A resistência de carga (RB) está ligada à saída (pino 3) do 555 que pode ter uma corrente máxima

na saída de 200mA. Como carga ligada directamente à saída do 555 pode ser usado um led, uma

lâmpada de incandescência ou um relé desde que o consumo de corrente seja da ordem dos

100mA.

O pino 4 (“reset”) deve estar ligado ao positivo da alimentação para o astável funcionar (se estiver

ligado ao negativo o oscilador não funciona).

O pino 2 (disparo) e o pino 6 (sensor de nível de tensão) estão interligados. Ao terminal 6 é

aplicada a realimentação responsável pela manutenção da oscilação.

A fórmula através da qual podemos calcular a frequência do oscilador é:

f – Frequência obtida em Hz C – Capacidade em ?F R – Resistência em M?

Exemplos de Circuitos:

Interior CI 555:

Fontes:

http://www.scribd.com/doc/14131067/555

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Curso de Tecnologia

Modalidade Técnicas Digitais

Coord. Prof. Leonardo Romano

Coord. Prof. Francisco Gabriel Capuano

Prof. Vlamir Belfante

Circuitos II

Circuitos II - Aula 01

I - O Transistor como chave

No ciclo anterior você estudou os princípios físicos dos transistores e a sua polarização. Você também já sabe que existem três configurações básicas que o transistor pode atuar e conhece suas características.

O transistor pode trabalhar de dois modos diferentes, como amplificador e como chave. Quando o transistor presta serviços como amplificador, dizemos que ele está na região ativa, da curva de coletor. Neste ciclo vamos nos deter ao estudo do transistor como chave.

fig. 01

Quando o transistor trabalha no modo chave, ele pode operar como uma chave fechada e como uma chave aberta, sendo assim, utilizamos a seguinte denominação, respectivamente, saturação e corte.

Na figura 01 podemos ver um transistor que opera com chave e sua curva de coletor.

Já na figura 02 podemos ver a curva característica de coletor desse transistor e sua reta de carga .

No circuito temos duas malhas, a da esquerda onde existe o resistor de base e a da direita, com o resistor de coletor.

Pela análise de circuitos podemos verificar que temos nesta malha, Vbe,Vce e Vcc. Obtemos a equação abaixo:

Vcc = Rc.Ic + Vce.

Para desenharmos a reta de carga na curva de coletor, necessitamos de dois pontos, no mínimo. ( Tente desenhar com apenas um ponto!?). O primeiro ponto, na abcissa, fazemos com que IC=0, na equação acima, e obtemos Vce=Vcc . O transistor está operando na região de corte. Para acharmos o segundo ponto, fazemos Vce = 0 na equação e obtemos Ic = Vcc/Rc . Esse é o ponto do eixo da ordenada. Dessa maneira fazemos com que o transistor opere na região de saturação.

Na união dos dois pontos conseguimos a reta de carga. Obtemos também o ponto quiescente, o ponto de operação do transistor.

Do circuito da figura 01, podemos obter a seguinte equação :

VBB =RB . IB +VBE ou IB =(VBB - VBE ) / RB , se admitirmos:

* exemplos com o professor em sala de aula.

Circuitos II - aula 02 - Laboratório

Nome: rgm: data:

Objetivos: - Constatar o funcionamento do multivibrador monoestável.

-Comparar a teoria com a prática relativo à monitoração do tempo de funcionamento (estado instável) do circuito.

-Avaliar a praticidade dos alunos no manuseio do material utilizado na experiência.

Parte Prática:

1. Monte o circuito abaixo: *

* Será passado no laboratório.

2. Calcule Ts, onde Ts = 0,69RC.

1. Meça Ts com um relógio ou cronômetro.

4. Comente as possíveis diferenças do tempo calculado com o tempo medido.

5. O que acontece com o led1 quando o circuito retorna ao estado estável? Justifique.

6. Faça a alteração:

7. Qual é a diferença de funcionamento em relação do ítem 5.

8. Faça a alteração:

9. Explique o que aconteceu.

10. Fale de algumas aplicações para esse tipo de circuitoe faça a sua conclusão.

Obs. Entregar na próxima aula todos os ítens respondidos.


Multivibrador astável:

O multivibrador astável nada mais é do que que a junção de dois circuitos monoestáveis, conforme visto na aula anterior. Seu funcionamento é automático, ou seja., não depende de pulso externo.

Para analisarmos o circuito partimos do pressuposto de que o TR1 ( transistor à esquerda do desenho) está cortado e o TR2 saturado. Entenda que essa é apenas uma

suposição, uma vez que poderiam inicialmente estarem em situação contrária.

O circuito se comportaria assim:

Circuitos II - Aula 4 - Laboratório: Multivibrador Astável

1. Para o circuito, calcule o tempo que cada led fica aceso e apagado.

T = 0,69RC

2. Agora monte o circuito e meça os tempos que cada led fica aceso e apagado.

3. Comente à que se deve as possíveis diferenças dos tempos calculados em comparação com os tempos medidos.

4. Altere o capacitor da Segunda célula para 470uF . 5. Repita o ítem 2 e faça um comentário a respeito dos

valores obtidos. 6. Retire os leds do circuito, insira um jump no lugar

desses leds e modifique os capacitores para 0.1uF. 7. Repita o ítem 2, meça as formas de ondas pedidas

abaixo e indique os níveis de amplitude e tempo para cada período.

Obs. Formas de onda para: VCE1, VCE2, VBE1, VBE2, VC1.

8. Troque RC1 por 10K. O que modifica? Justifique. 9. Faça a seguinte modificação:

10. Indique o que modificou?

11. Ainda para o circuito do ítem 1, trocando-se os capacitores para 10 KpF e 20 KpF, respectivamente para Tr1 e Tr2, desenhe as formas de onda para VCE1(t), VCE2(t), VBE1(t) e VBE2(t).

12. Modifique o circuito para o ítem 11, observe as formas de onda e meça os tempos.




Resolução do exercício da aula 4. ( temporizador).

1-Projetar um temporizador que ligue uma lâmpada durante 5min. Dados Vcc=12V, relé: 12V/35mA, Tr's:Bmín=100 e C=<2200uF.

Estado instável.

Ib1 >= 35mA/100 = 0,35mA.

Ib1 >= 0,35mA = 12V/RC2+RB

RC2 + RB <= 12V/0,35mA = 34K ohm.

................................................................................

Ts = 300s = 0,69RC ... RC= 434,7s.

R = 434,7/2,2m = 217K = 220Kohm.

Adotando RC2=1K (poderia ser outro valor, para esse transistor), teremos IC2 = 12mA.

Logo: Se RC2=1K e RB+RC2 =< 34K, RB= 33K ohm.

Ou:

IB1 = Vcc/RC2+RB RC2+RB/Vcc = 1/IB1

RC2 + RB = Vcc/IB1 RB = (Vcc/IB1) - RC2

TB = (12/0,35m) - 1K RB = 34K - 1K = 33K ohm.

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Aula 06 - O Circuito Integrado 5.5.5.

Diagrama em blocos:

A pastilha do circuito integrado 555 contém tr6es resistores de 5K ohm, daí o seu nome, um par de comparadores, um flip flop RS, um transistor e um inversor, basicamente.

A Pinagem do 5.5.5.

Como nos outros tipos de circuitos integrados, a pinagem do 555 também é contada no sentido anti-horário.

Assim teremos:

Comparadores:

Acima aparece o símbolo básico de um comparador. É um amplificador operacional. Podemos nomear seus terminais, assim:

Façamos a seguinte analogia:

Se V+ > V- => Vs= 1

Se V+< V- => Vs = 0

Flip Flop RS

R S Q Q-

0 0 Qn Qn-

0 1 1 0

1 0 0 1

1 1 ? ?

Buffer de Saída

Tem por função dar ao circuito integrado a capacidade de corrente para alimentar cargas externas. No nosso caso é de aproximadamente 200mA.

Os circuitos integrados MOS possuem uma impedância de saída maior que os do tipo TTL. Os do tipo TTL possuem impedância da ordem de 1M ohm ( resistores de temporização).

A alimentação desse circuito integrado poderá variar de 5 a 18 V.

Divisor de tensão

É a base de funcionamento do 555.

Comentário de polarização/ analogia do circuito em sala de aula.

Circuito de Reset

O circuito de reset do 555 funciona quando for aplicado nível baixo no pino 4. Normalmente, quando não for usada essa função, o pino é ligado à +Vcc.

No ponto de reset, existe um inversor, uma bolinha, indicando que alí funciona com nível baixo.

Considerações:

Veremos a seguir o circuito integrado 555 polarizado para trabalhar na configuração monoestável. O pino 5 é desacoplado para terra através de um capacitor, indicado pelo fabricante. Para se evitar que seja feito reset acidentalmente, através de ruído externo, o pino 4 é ligado à +Vcc.

Configuração Monoestável

Disposição do Circuito Interno para Análise:

Para que possamos analisar o circuito internamente, passamos a observar o circuito abaixo:

No estado estável, com C descarregado Vc=0 = Vth => R=0 e como Vth=Vcc => S=0.

R=S=0 - mantém o estado anterior ( Q- = 1, saída = 0).

Aplicando um pulso negativo na entrada trigger ( basta fazer Vtg < Vcc/3), teremos S=1 e R=0 => Q=1 e Q-=0, ( saída = Vcc), cortando o transistor.

A partir desse instante C começa a se carregar atrvés de R. Quando Vc = Vth > 2/3 Vcc, teremos R=1 e S=0 => Q=0 e Q-=1 ( saída = 0). O transistor satura, descarregando bruscamente C através de uma resistência baixa.

Quando Vth = Vc < 2/3 Vcc => R=0 e S=0, mantendo o estado anterior.

Só haverá mudança novamente quando houver outro pulso de trigger.

Cont.

O Integrado 555 na configuração Monoestável

Circuitos II -9 a aula

01 - Introdução à 9a aula

Na aula anterior pudemos comprovar o funcionamento e o desempenho do C.I. 555 na configuração monoestável. Agora veremos com esse integrado se comporta na função de multivibrador astável.

Òbserve abaixo o seu circuito. Lembre-se que, dependendo do autor do projeto, o desenho pode se apresentar de diferentes formas. O que importa é a maneira de ligação dos componentes externos. É isso que diferencia uma configuração da outra.

02 - Configuração física do 555 como astável

03 - Disposição Interna

04 - Formas de Onda

Forma de onda no Capacitor:

Forma de onda na saída:

T = th +tl

Onde:

th = 0,69 (RA+RB).C

e

tl = 0,69.RB.C

e, se: RB >>> RA => th=tl = 0,69.RB.C

Ex. Desenhe as formas de onda em C e na saída.

RA= 10K, RB=33K, C=0.1uF.

+ célula 2k2 e diodo em paralelo com RB (ânodo, pino 7).

Ex. Idem, com célula invertida.

05 - Disparador Schmitt

Para facilitar a análise do circuito, podemos inserir uma forma de onda senoidal na entrada do circuito. Assim teremos:

Ve = V sen wt(v). e, se adotarmos 2V de tensão alternada, teremos:

Ve = 2 sen wt(v)

- Supondo que a fonte de alimentação do circuito seja de 5Vcc, teremos a seguinte situação:

Então, com Ve=0 , VA= 2,5V, onde VA= ponto central do divisor de tensão.

06 - Formas de onda

VA

Vs

Ex. Desenhe Vc(t) e Vo(t) com o cursor do potenciômetro:

a. Todo à esquerda b. Todo à direita c. No centro

Ex. Desenhe as formas de onda nos pontos A e B.

VC

Vs


Laboratório:

1. Monte o circuito abaixo:

a. Calcule o período de funcionamento do astável em questão.

b. Meça o tempo com um relógio.

2) Faça a seguinte alteração:

o Verifique e descreva o seu funcionamento. o Compare com o primeiro circuito. o Conclusão:______________________________

_______ o _______________________________________

________ o _______________________________________

________ o _______________________________________

________

3) Monte o seguinte circuito:

a. Descreva o circuito b. Calcule os tempos em que o led fica aceso e apagado c. Desenhe as formas de onda do circuito.

4) Entrega de atividades:

a. Descrição do funcionamento do diagrama em blocos do 555 funcionando como astável.

b. 3 circuitos mono com descrição, formas de onda e comentários

c. Idem, para astável. d. Exercício da célula (diodo e resistor) da aula passada.

Obs. Individual, como nome e rgm.


Exercícios:

Orientações:

1- Os exercícios deverão ser entregues impreterivelmente na próxima aula.

2 - Se a entrega da bateria de exercícios for nesta aula vale de 0 a 10 pontos. Se na posterior, vale de 0 a 7.

3 - Os exercícios podem ser feitos em dupla para efeito de solução, mas a entrega deve ser em impresso padronizado ( igual a esse), individual.

4- As formas de onda devem ser sincronizadas. ( entrada/saída). Os cálculos devem constar na folha. Evite rasuras ( -2 pontos).

1) Desenhe as formas de onda no circuito a seguir. No capacitor e na saída:

2) Desenhe as formas de onda nos pontos "A" "B":

3) Idem para o circuito abaixo:

4) Indique os níveis de amplitude e os períodos para os pontos A,

B, C e D do esquema a seguir:

5) Desenhe as formas de onda nos pontos F e G.

Documents

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