CI 555
Introdução
O 555 é um circuito integrado (chip) utilizado em uma variedade de aplicações de temporização ou como multivibrador. Em 1971 a Signetics Corporation lançou o temporizador SE555/NE555, tendo-o designado por "The IC Time Machine", sendo este o primeiro temporizador temporizador em forma de Circuito Integrado. Após ter surgido, este CI desfrutou de uma enorme popularidade, podendo o seu sucesso ser atribuído a várias características das quais se destacam a simplicidade de utilização, a versatilidade, a estabilidade e o baixo custo. A simplicidade do temporizador, juntamente juntamente com a capacidade para produzir temporizações curtas e longas numa variedade de aplicações, atraiu muitos projetistas e entusiastas da eletrônica.
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Desenvolvimento O temporizador 555 é um dos mais populares e versáteis circuitos integrados jamais produzidos. É composto por 23 transistores, 2 diodos e 16 resístores num chip de silício em um encapsulamento de 8 pinos duplo em linha (DIP). Da mesma família de temporizadores temos ainda o CI 556 composto pela combinação de dois temporizadores 555 combinados em um encapsulamento de 14 pinos DIP.
Definição e função dos pinos do CI
1 – GND – Tensão de referência, correspondendo à massa da fonte de alimentação DC; 2 – Trigger – Se a tensão neste pino for inferior a 1/3 de VCC, a saída do comparador interno
C2 fica no estado Alto, ativando desta forma a entrada S (Set) do Flip-Flop e a saída do 555 (pino 3) fica no nível Alto, desativando ainda o pino 7; esta se mantém neste estado até haver uma ativação da entrada R(Reset) do Flip-Flop; 3 – Output – é a saída do 555; pode encontrar-se no nível Alto (aproximadamente VCC) ou Baixo (aproximadamente 0V); este pino pode fornecer (Source) ou receber (Sink) correntes a uma carga, com valor até 200 mA; 4 – Reset – quando colocada uma tensão inferior a VCC-0,7 coloca a saída do 555 (pino 3) no nível Baixo e inibe o funcionamento do CI; 5 – Control – quando ligada a uma fonte de sinal, permite alterar os níveis de Threshold e de Trigger; 6 – Threshold - Se a tensão neste pino for superior a 2/3 de VCC, a saída do comparador interno C1 fica no estado Alto, ativando desta forma a entrada R (Reset) do Flip-Flop e a saída do 555 (pino 3) fica no nível Baixo, ativando ainda o transistor de descarga; esta se mantém neste estado até haver uma ativação da entrada S(Set) do Flip-Flop; 7 – Discharge – ativo quando pino 3 (Output) está no nível Baixo e vice-versa; tipicamente utilizado para descarregar condensador da malha RC. 8 – VCC – Tensão positiva da fonte de alimentação DC (4,5 .. 18V) As temporizações em qualquer modo de funcionamento são implementadas à custa de uma malha RC externa, pelo que fazendo uma escolha adequada dos componentes externos, consegue-se temporizações entre 2µ s e 1/2 hora.
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O 555 consiste em dois comparadores de tensão, um Flip-Flop, um transistor de descarga e uma malha divisora resistiva. A rede de resistências é usada para fixar os níveis de tensão dos comparadores. Como as três resistências são de valor igual (5KW), o comparador superior (C1), é internamente referenciado a 2/3 da tensão VCC e o Comparador C2 é referenciado a 1/3 de VCC. As saídas dos dois comparadores estão ligadas às entradas do FlipFlop RS, que definem se a saída (pino 3) está no estado Alto ou Baixo. Existe ainda uma saída complementar (pino 7), que está ativa quando pino 3 está no nível baixo e vice-versa.
O 555 tem três modos de operação: -Modo monoestável: é um circuito que tem dois estados, em que, somente um deles é estável.
O circuito pode ser colocado no estado instável através de um sinal de entrada. O tempo que o circuito pode ficar no estado instável normalmente é controlado pela carga ou descarga de um capacitor através de um resistor. Nesta configuração, o CI 555 funciona como um disparador, é gerado na saída do 555 um pulso com nível alto de duração proporcional a RAC, após ativação da entrada de Trigger. Suas aplicações incluem temporizadores, detector de pulso, chaves imunes a ruído, interruptores de toque, etc.
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-Modo astável: é um circuito eletrônico que tem dois estados, mas nenhum dos dois é estável. O circuito portanto se comporta como um oscilador. O tempo gasto em cada estado é controlado pela carga ou descarga de um capacitor através de um resistor. Os usos incluem pisca-pisca de LED, geradores de pulso, relógios, geradores de tom, alarmes.
Nesta configuração o CI 555 opera como um oscilador, é gerado na saída do 555 uma onda quadrada com duração dos níveis alto e baixo proporcionais às malhas RC, não sendo necessário nenhum pulso específico para iniciar o seu funcionamento. Os pinos de Trigger e de Threshold estão ligados ao condensador, monitorizando em contínuo a sua tensão. Quando se liga o circuito o condensador está descarregado, apresentando uma tensão nula. Como esta é inferior a 1/3 de VCC, a saída do comparador C2 fica no estado Alto o que por sua vez por atua na entrada S do Flip-Flop e faz com que a saída do 555 fique no estado Alto, ficando o transistor de descarga desligado. Assim, o condensador carrega-se através da série de resistências RA e RB. Quando a tensão no condensador atinge 2/3 de VCC, o comparador de C1 faz reset ao Flip-Flop do 555 e a sua saída vai para o estado Baixo, ligando ainda transistor de descarga. Como o transistor de descarga está ligado, faz com que o condensador descarregue através da resistência RB. Quando a tensão no condensador alcançar 1/3 de VCC há novo disparo, repetindo-se o processo descrito. O CI está então em ciclo, onde o tempo de carga e descarga, que correspondem ao tempo em que a saída está no estado alto e baixo, respectivamente.
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Um multivibrador biestável é um circuito que tem dois estados estáveis, em que, uma vez que o circuito for comutado permanecerá indefinidamente neste estado. O circuito pode ser comutado através de um sinal de entrada. Um exemplo de circuito biestável é o flipflop.O CI 555 pode operar como um flip-flop, se o pino DIS não for conectado e se não for utilizado capacitor. As aplicações incluem interruptores imunes a ruído, etc. -Modo biestável:
Temporizador linear Um dos problemas existentes em projetos de temporizadores comuns é a não linearidade da escala. De fato, a carga de um capacitor, princípio normalmente usado na maioria dos circuitos, ocorre segundo uma curva exponencial em que temos maior precisão de ajuste para os curtos intervalos e menor precisão para os longos intervalos. . Este comportamento faz com que, na maioria dos temporizadores tenhamos escalas não muito cômodas para os ajustes de tempo. A escala do timer pode ser linearizada com maior precisão na determinação tanto dos intervalos curtos como longos de tempo. Este simples temporizador ativa um relé no final do tempo programado O temporizador também funciona segundo o princípio citado: a carga de um capacitor. No entanto, isso ocorre a partir de uma fonte de corrente constante. Para carregar um capacitor através de um resistor variável (P1) utilizamos um transistor que funciona como fonte de corrente constante.
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Desta forma, com a fonte inicialmente desconectada e o capacitor C1 descarregado, a corrente que flui pelo circuito tem um certo valor determinado pela polarização de D1. À medida que o capacitor C1 se carrega e a tensão no coletor de Q1 aumenta, o transistor passa a conduzir mais intensamente, de modo a manter constante o processo de carga. Quando a tensão nas armaduras do capacitor atinge um certo valor, o transistor unijunção dispara, e um pulso é aplicado à comporta do SCR. Este pulso é suficiente para disparar o SCR, levando à plena condução e assim energizando a bobina do relé, que fecha seus contatos. Após a produção do pulso de disparo pelo unijunção, este componente desliga e um novo ciclo de carga de C1 é iniciado. No entanto, o SCR não desliga, mantendo assim o relé energizado. Para rearmar o circuito é preciso desligar um momento a fonte de alimentação. E, para que o processo de contagem de tempo comece do zero, é preciso descarregar completamente o capacitor C1, o que se consegue pressionando o interruptor S2 por um instante. O relé utilizado tem bobina para 6V, no entanto como existe uma queda de tensão de aproximadamente 2V no SCR, a alimentação recomendada para um bom funcionamento do relé é de 9V. Sugerimos o emprego de pilhas comuns e não de bateria, dada a corrente relativamente alta que se necessita no momento em que o relé fecha seus contatos.
Temporizador baseado em transistor unijunção O transistor unijunção é um dispositivo especifico que pode ser utilizado em um oscilador de único estágio com saída pulsada, muito comum em aplicações digitais. Esse circuito pode ser utilizado como oscilador de relaxação. Ao aplicarmos inicialmente a alimentação ao circuito o condensador começa a carregar,através da resistencia R( = R x C). Assim que a tensão aos terminais carregar, através da resistência R ( do condensador atinge o ponto de disparo do UJT a corrente sai pela base 1 passando por RB1. Desta forma o condensador descarrega e a sua tensão passa a ser inferior à tensão necessária para disparar o UJT ficando este novamente ao corte, reiniciando-se novamente todo o ciclo.
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Resistência interbases do UJT
Também conhecida como RBB, esta resistência pode ser medida entre os terminais B1 e B2(sendo constituída da soma de rb1 e rb2) esta resistência possui valores entre 4000 e 15K ohms.
Relação Intrínseca do UJT
A freqüência de operação pode ser obtida baseando-se na equação abaixo, onde n corresponde a relação intrínseca de disparo. Que varia de 0,4 a 0,6. f 0
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. Rt* Ct ln[1 / (1
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)] n
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Conclusão
O timer 555 é dispositivo de grande uso na eletrônica, apesar de ter sido criado na década de 80 ainda hoje é largamente utilizado e realmente cumpri o que lhe é proposto.
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Bibliografia Boylestad, Robert Louis,NACHELSKY,Louis. Dispositivos eletrônicos e teoria de circuito, volume II,Editora Prentice Hall do Brasil,6º edição,Rio de Janeiro,1996. Júnior, Antônio Pertence. ”Amplificadores e filtros ativos ”. Editora Bookman,6º edição, Porto Alegre-RS Https://www.pt.wikipedia.org,acessado em 14/06/2010 as 22:30 hs
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