Guinguette Marais Poitevin

555 Timer Tutorial

Por Philip Kane
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555 Timer Tutorial Bundle Includes:

555 Sinais e Pinout (DIP de 8 pinos)

Figure 1 mostra os sinais de entrada e saída do temporizador 555 à medida que estão dispostos em torno de um pacote padrão de 8 pinos em linha dupla (DIP).

Pin 4 – Reset (RES)
A baixa voltagem (menos de 0.7V) aplicada ao pino de reset fará com que a saída (pino 3) fique baixa. Esta entrada deve permanecer ligada ao Vcc quando não for utilizada.
Pino 5 – Voltagem de controlo (CON)
Pode controlar a tensão limite (pino 6) através da entrada de controlo (que é internamente iniciada a 2/3 da tensão de alimentação). Pode variar de 45% a 90% da voltagem de alimentação. Isto permite variar o comprimento do impulso de saída em modo monoestável ou a frequência de saída em modo astablemode. Quando não estiver em uso, recomenda-se que esta entrada seja ligada à terra do circuito através de um condensador 0,01uF.

Pino 6 – Limiar (TRE)
No modo instável e monoestável, a tensão através do condensador de temporização é monitorizada através da entrada Limiar. Quando a tensão nesta entrada sobe acima do valor limiar, a saída passará de alta para baixa.
Pino 7 – Descarga (DIS)
quando a tensão ao longo do condensador de temporização excede o valor limiar. O condensador de temporização é descarregado através desta entrada
Pino 8 – Tensão de alimentação (VCC)
Este é o terminal de tensão de alimentação positiva. A gama de tensão de alimentação é normalmente entre +5V e +15V. O intervalo de tempo RC não varia muito ao longo da gama de tensão de alimentação (aproximadamente 0,1%), tanto em modo estável como monoestável.
h3> Circuito monoestávelFigure 2 mostra o circuito básico 555 temporizador monoestável.

Figure 2: Circuito básico 555 monoestável multivibrador. br>br> Referindo-se ao diagrama de tempo na figura 3, um impulso de baixa tensão aplicado à entrada do gatilho (pino 2) faz com que a tensão de saída no pino 3 passe de baixa para alta. Os valores de R1 e C1 determinam quanto tempo a saída permanecerá alta.

Figure 3: Diagrama de temporização para 555 em modo monoestável. br> Durante o intervalo de tempo, o estado da entrada do gatilho não tem qualquer efeito sobre a saída. No entanto, como indicado na figura 3, se a entrada do gatilho ainda estiver baixa no fim do intervalo de tempo, a saída permanecerá alta. Certifique-se de que o impulso de disparo é mais curto do que o intervalo de tempo desejado. O circuito na figura 4 mostra uma forma de o conseguir electronicamente. Produz um impulso de curta duração quando S1 é fechado. R1 e C1 são escolhidos para produzir um impulso de disparo muito mais curto do que o intervalo de tempo.

Figure 4: Edge triggering circuit. br>Como mostra a figura 5, definindo o pino 4 (Reset) para baixo antes do fim do intervalo de tempo parará o temporizador.

Figure 5: Resetando o temporizador antes do fim do intervalo de tempo. br>Reset deve voltar a ser elevado antes que outro intervalo de tempo possa ser accionado.
Calcular o intervalo de tempo
Utilizar a seguinte fórmula para calcular o intervalo de tempo para um circuito monoestável:
T = 1.1 * R1 * C1
onde R1 é a resistência em ohms, C1 é a capacitância em farads, e T é o intervalo de tempo. Por exemplo, se utilizar uma resistência 1M ohm com um condensador de 1 micro Farad (.000001 F) o intervalo de tempo será de 1 segundo:
T = 1.1 * 1000000 * 0.000001 = 1.1
Escolhendo componentes RC para operação Monoestável

1.Primeiro, escolher um valor para C1.
(A gama disponível de valores de condensador é pequena em comparação com os valores de resistência. É mais fácil encontrar um valor de resistência correspondente para um determinado condensador).
2.Em seguida, calcular o valor para R1 que, em combinação com C1, produzirá o intervalo de tempo desejado.

R1 = T
1.1 * C1>br>Evitar usando condensadores electrolíticos. O seu valor real de capacitância pode variar significativamente do seu valor nominal. Além disso, podem apresentar uma carga de fuga que pode resultar em valores de tempo imprecisos. Em vez disso, usar um condensador de valor inferior e uma resistência de valor superior.
Para temporizadores padrão 555 usar valores de resistência de tempo entre 1K ohms e 1M ohms.
Exemplo de circuito monoestável
Figure 6 mostra um circuito multivibrador monoestável completo de 555 com disparo de borda simples. O interruptor de fecho S1 inicia o intervalo de tempo de 5 segundos e liga o LED1. No fim do intervalo de tempo, o LED1 desliga-se. Durante a operação normal, o interruptor S2 liga o pino 4 à tensão de alimentação. Para parar o temporizador antes do fim do intervalo de temporização, o S2 é colocado na posição “Reset” que liga o pino 4 à terra. Antes de iniciar outro intervalo de tempo deve retornar S2 à posição “Timer”.

Figure 6: Interruptor de reposição do circuito do temporizador 555 completo. br> Circuito instável
Figure 7: Circuito instável básico 555.

Figure 7: Circuito instável básico 555. br>Em modo instável, condensador C1 carrega através das resistências R1 e R2. Enquanto o condensador está a carregar, a saída é alta. Quando a tensão através de C1 atinge 2/3 da tensão de alimentação C1 descarrega através das resistências R2 e a saída baixa. Quando a tensão através de C1 cai abaixo de 1/3 da tensão de alimentação C1 retoma o carregamento, a saída volta a ser alta e o ciclo repete-se.
O diagrama de tempo na figura 8 mostra a saída do temporizador 555 em modo Astable.

Figure 8: temporizador 555 em modo Astable. br>Como mostra a figura 8, ligando à terra o pino de reinicialização (4) pára o oscilador e define a saída para baixo. Retornar o pino de Reset para cima reinicia o oscilador.
Cálculo do período, frequência e ciclo de trabalhoFigure 9 mostra 1 ciclo completo de uma onda quadrada gerada por um circuito astable 555.

Figure 9: Onda quadrada estável um ciclo completo.
O período (tempo para completar um ciclo) da onda quadrada é a soma dos tempos alto (Th) e baixo (Tl) da saída. Isto é:
T = Th + Tl
onde T é o período, em segundos.
É possível calcular os tempos alto e baixo (em segundos) de saída usando as seguintes fórmulas:
Th = 0,7 * (R1 + R2) * C1
Tl = 0,7 * R2 * C1
ou, usando a fórmula abaixo, é possível calcular o período directamente.
T = 0,7 * (R1 + 2*R2) * C1
Para encontrar a frequência, basta tomar o recíproco do período ou usar a seguinte fórmula:

f = 1
T = 1.44
(R1 + 2*R2) * C1

> onde f está em ciclos por segundo ou hertz (Hz).
Por exemplo, no circuito astable da figura 7 se R1 é 68K ohms, R2 é 680K Ohms, e C1 é 1 micro Farad, a frequência é aproximadamente 1 Hz:
=

1.44
(68000 + 2 * 680000) * 0,000001 = 1,00 Hz

O ciclo de funcionamento é a percentagem de tempo em que a produção é elevada durante um ciclo completo. Por exemplo, se a produção for alta durante Th segundos e baixa durante Tl segundos, então o ciclo de funcionamento (D) é:
D =

Th
Th + Tl * 100

No entanto, só é preciso conhecer os valores de R1 e R2 para calcular o ciclo de funcionamento.
D =

R1 + R2
R1 + 2*R2 * 100

C1 cargas através de R1 e R2 mas descarrega apenas através de R2, pelo que o ciclo de trabalho será superior a 50%. Contudo, é possível obter um ciclo de funcionamento muito próximo dos 50% escolhendo uma combinação de resistências para a frequência desejada, de modo a que R1 seja muito menor do que R2.
Por exemplo, se R1 for 68.0000 ohms e R2 for 680.000 ohms o ciclo de funcionamento será aproximadamente 52 por cento:
td>D =

68000 + 680000
68000 + 2 * 680000 * 100 = 52,38%

> Quanto mais pequeno R1 for comparado com R2, mais próximo do ciclo de funcionamento será de 50%.
Para obter um ciclo de trabalho inferior a 50% ligar um díodo em paralelo com R2.
Seleccionar componentes RC para operação Astable
1.Escolher C1 primeiro.
2.Calcular o valor total da combinação da resistência (R1 + 2*R2) que produzirá a frequência desejada.
(R1 + 2*R2) =

1.44
f*C1

3.Escolher um valor para R1 ou R2 e calcular o outro valor. Por exemplo, digamos (R1 + 2*R2) = 50K e seleccionamos uma resistência de 10K para R1. Então R2 deve ser uma resistência de 20K ohm.
Para um ciclo de trabalho próximo de 50%, seleccione um valor para R2 que seja significativamente superior a R1. Se R2 for grande em relação a R1, pode inicialmente ignorar R1 nos seus cálculos. Por exemplo, suponha que o valor de R2 será 10 vezes R1. Use esta versão modificada da fórmula acima para calcular o valor de R2:

R2 = 0,7
f*C1

>br>Então divida o resultado por 10 ou mais para encontrar o valor de R1.
Para os temporizadores padrão 555 usam valores de resistência de temporização entre 1K ohms e 1M ohms.

Exemplo de Circuito de Estabilidade

Figure 10 mostra um oscilador de onda quadrada 555 com uma frequência de aproximadamente 2 Hz e um ciclo de funcionamento de aproximadamente 50 por cento. Quando o interruptor SPDT S1 está na posição “Start”, a saída alterna entre o LED 1 e o LED 2. Quando S1 está na posição “Stop” o LED 1 permanecerá ligado e o LED 2 permanecerá desligado.

Figure 10: Circuito completo do oscilador de onda quadrada 555 com interruptor start/stop. br>

Versões de baixa potência

A norma 555 tem algumas características que são indesejáveis para circuitos alimentados por bateria. Exige uma tensão mínima de funcionamento de 5V e uma corrente de alimentação relativamente alta de quiescência. Durante as transições de saída, produz picos de corrente de até 100 mA. Além disso, os seus requisitos de polarização de entrada e de corrente limite impõem um limite ao valor máximo da resistência de temporização, o que limita o intervalo de tempo máximo e a frequência de frequência estável.
Versões CMOS de baixa potência do temporizador 555, tais como o 7555, o TLC555 e o CSS555 programável, foram desenvolvidas para proporcionar um melhor desempenho, especialmente em aplicações alimentadas por bateria. São pinos compatíveis com o dispositivo padrão, têm uma gama de tensão de alimentação mais ampla (por exemplo 2V a 16V para o TLC555) e requerem uma corrente de funcionamento significativamente mais baixa. São também capazes de produzir frequências de saída mais elevadas em modo instável (1-2 MHz dependendo do dispositivo) e intervalos de tempo significativamente mais longos em modo monoestável.
Estes dispositivos têm uma capacidade de corrente de saída baixa em comparação com os 555 padrão. Para cargas superiores a 10 – 50 mA (dependendo do dispositivo) será necessário adicionar um circuito de impulso de corrente entre a saída 555 e a carga.
h3>Para mais informaçõesPara mais informaçõesConsulte esta uma breve introdução ao temporizador 555. Para mais informações, não se esqueça de estudar a folha de dados do fabricante para a peça específica que está a utilizar. Além disso, como uma pesquisa rápida no Google irá verificar, não há falta de informação e projectos dedicados a este CI na web. Por exemplo, o seguinte sítio Web fornece mais pormenores tanto sobre as versões standard como CMOS do temporizador 555. Durante quase duas décadas, Phil Kane tem sido um escritor técnico na indústria de software e ocasionalmente autor de artigos para revistas de entusiastas da electrónica. Tem um bacharelato em Tecnologia de Engenharia Electrónica com um menor em Informática. Phil tem tido um interesse vitalício na ciência, electrónica e exploração do espaço. Ele gosta de conceber e construir gadgets electrónicos, e gostaria muito de ver pelo menos um desses gadgets no seu caminho para a Lua ou Marte um dia.