vimos que Multivibradores e Osciladores CMOS podem ser facilmente construídos a partir de componentes discretos para produzir osciladores de relaxamento para gerar formas de onda quadrada básicas. Mas há também dedicado IC especialmente projetado para produzir com precisão a forma de onda de saída necessária com a adição de apenas alguns componentes de timing extra.,
um desses dispositivos que tem sido ao redor desde os primeiros dias de IC e se tornou algo de uma indústria ” padrão “é o oscilador de temporizador 555 que é mais comumente chamado de”temporizador 555”.
O cronómetro básico 555 obtém o seu nome pelo facto de existirem três resistências 5kω ligadas internamente que utiliza para gerar as duas tensões de referência de comparação., O 555 timer IC é um dispositivo de timing de precisão muito barato, popular e útil, que pode atuar como um temporizador simples para gerar pulsos únicos ou atrasos longos, ou como um oscilador de relaxamento produzindo uma cadeia de ondas estabilizadas de ciclos de funcionamento variáveis de 50 a 100%.,
O temporizador 555 chip é extremamente robusta e estável em 8-pin dispositivo que pode ser utilizado como um muito preciso Monostable, Biestável ou Astable Multivibrator para produzir uma variedade de aplicações, tais como one-shot ou temporizadores, geração de pulsos, LED e lâmpada de pisca-piscas, alarmes e de geração de tons, a lógica de relógios, de divisão de frequência, fontes de alimentação, conversores, etc., na verdade, qualquer circuito que requer alguma forma de controle de tempo como a lista é interminável.,
O único chip temporizador 555 na sua forma básica é um Bipolar mini Pacote Dual-In-line (DIP) de 8 pinos composto por cerca de 25 transístores, 2 díodos e cerca de 16 resistores dispostos para formar dois comparadores, um flip-flop e um estágio de saída de corrente alta, como mostrado abaixo. Assim como o temporizador 555 também está disponível o Oscilador do temporizador NE556 que combina dois 555’s individuais dentro de um único pacote de 14 pinos DIP e versões de baixa potência CMOS do único temporizador 555, como o 7555 e LMC555 que usam transistores MOSFET em vez disso.,
a simplified “block diagram” representing the internal circuitry of the 555 timer is given below with a brief explanation of each of its connecting pins to help provide a clearly understanding of how it works.
555 Diagrama de blocos de temporizador
- • Pin 1. – Terra, o pino liga o temporizador 555 ao carril de alimentação negativo (0v).
- • Pin 2. – Trigger, a entrada negativa para o comparador n. o 1., Um pulso negativo neste pino “define “o Flip-flop interno quando a tensão cai abaixo de 1/3Vcc fazendo com que a saída mude de um estado” baixo “para um” alto”.
- • Pin 3. – Output, The output pin can drive any TTL circuit and is capable of sourcing or sinking up to 200mA of current at an output voltage equal to approximately Vcc-1.5 V so small speakers, LEDs or motors can be connected directly to the output.
- • Pin 4. – Reset, this pin is used to “reset” the internal Flip-flop controling the state of the output, pin 3., Esta é uma entrada activa-baixa e é geralmente conectada a um nível lógico “1” quando não é usado para evitar qualquer reinicialização indesejada da saída.
- • Pin 5. – Tensão de controlo, Este pino controla a regulação do 555, ultrapassando o Nível 2/3Vcc da rede de Divisores de tensão. Ao aplicar uma tensão a este pin a largura do sinal de saída pode ser variada independentemente da rede de tempo RC. Quando não é usado, ele é conectado ao solo através de um capacitor 10nF para eliminar qualquer ruído.
- • Pin 6. – Limiar, a entrada positiva para o comparador n. o 2., Este pino é usado para reiniciar o Flip-flop quando a tensão aplicada a ele excede 2 / 3Vcc fazendo com que a saída para mudar de “alto” para “baixo” estado. Este pin liga-se directamente ao circuito de cronometragem RC.
- • Pin 7. – Descarga, o pino de descarga é ligado directamente ao colector de um transístor NPN interno que é utilizado para” descarregar “o condensador de tempo para o solo quando a saída no pin 3 comuta”baixa”.
- • Pin 8. – Supply +Vcc, This is the power supply pin and for general purpose TTL 555 timers is between 4,5 V and 15V.,
o nome dos 555 Temporizadores provém do facto de existirem três resistências de 5kΩ ligadas internamente, produzindo uma rede divisória de tensão entre a tensão de alimentação no pin 8 e o solo no pin 1. A tensão ao longo desta série de rede resistiva mantém a entrada inversa negativa do comparador 2 a 2/3Vcc e a entrada não inversora positiva para o comparador 1 a 1/3vcc.,
os dois comparadores produzem uma tensão de saída dependente da diferença de tensão nas suas entradas, que é determinada pela acção de carga e descarga da rede RC ligada externamente. As saídas de ambos os comparadores são conectadas às duas entradas do flip-flop que por sua vez produz uma saída de nível “alto” ou “baixo” em Q com base nos estados de suas entradas. A saída do flip-flop é usada para controlar um estágio de comutação de alta corrente para conduzir a carga conectada produzindo um nível de” alta “ou” baixa ” tensão no pino de saída.,
O uso mais comum do oscilador do temporizador 555 é como um oscilador astable simples conectando duas resistências e um capacitor em seus terminais para gerar um trem de pulso fixo com um período determinado pela constante de tempo da rede RC. Mas o chip de oscilador de temporizador 555 também pode ser conectado em uma variedade de maneiras diferentes para produzir multibradores Monoestáveis ou Bistable, bem como o mais comum Multibrador Astable.,
A Monostable Temporizador 555
A operação e a saída do temporizador 555 monostable é exatamente o mesmo que para o transistorised um analisamos anteriormente no Monostable Multivibrators tutorial. A diferença desta vez é que os dois transístores foram substituídos pelo dispositivo de temporizador 555. Considere o circuito monoestável 555.,
Monostable Temporizador 555
Quando um negativo ( 0V ) pulso é aplicada ao disparador de entrada (pino 2) do Monostable configurado Temporizador 555 oscilador, o comparador interno, (comparador No1) detecta esta entrada e, “define” o estado do flip-flop, alterar a saída a partir de uma “BAIXA” estado de “ALTA” do estado. Esta ação, por sua vez, desliga o transistor de descarga ligado ao pin 7, removendo assim o curto-circuito através do condensador de tempo externo, C1.,
Esta acção permite que o condensador de tempo comece a carregar através do resistor, R1 até que a tensão através do condensador atinja a tensão limiar (pin 6) de 2/3Vcc estabelecida pela rede divisora de tensão interna. Neste ponto, a saída de comparadores vai “alta” e “reinicializa” o flip-flop de volta ao seu estado original que, por sua vez, liga “o transistor e descarrega o capacitor para o solo através do pin 7. Isso faz com que a saída para mudar seu estado de volta para o valor estável original “baixo” esperando outro impulso gatilho para iniciar o processo de cronometragem novamente., Então, como antes, o multivibrador monoestável tem apenas um estado estável.
O circuito monoestável 555 do temporizador acciona um impulso negativo aplicado ao pin 2 e este impulso de activação deve ser muito mais curto do que a largura do impulso de saída, permitindo tempo para o condensador de tempo carregar e depois descarregar completamente. Uma vez despoletado, o 555 monoestável permanecerá neste estado de saída “elevado” instável até que o período de tempo estabelecido pela rede R1 x C1 tenha decorrido. A quantidade de tempo que a tensão de saída permanece “alta” ou em um nível lógico “1”, é dada pela seguinte equação constante de tempo.,
Onde t está em segundos, R está em Ω e C em Farads.
555 Timer Example No1
a Monostable 555 Timer is required to produce a time delay within a circuit. Se for utilizado um condensador de tempo de 10uF, calcular o valor do resistor necessário para produzir um atraso mínimo de tempo de saída de 500ms.
500ms é o mesmo que dizer 0.,5s para reorganizando a fórmula acima, obtemos o valor calculado para o resistor, R, como:
O valor calculado para o sincronismo resistência necessária para produzir o necessário a constante de tempo de 500ms é, portanto, de 45,5 KΩ. No entanto, o valor de resistor de 45,5 KΩ não existe como um valor padrão resistor, então precisamos selecionar o valor preferido mais próximo resistor de 47kΩ, que está disponível em todas as gamas padrão de tolerância do E12 (10%) ao E96 (1%), dando-nos um novo atraso de tempo recalculado de 517ms.,
Se esta diferença de tempo de 17ms (500 – 517ms) é inaceitável em vez de um único resistor de tempo, dois resistores de valor diferentes podem ser conectados em série para ajustar a largura do pulso ao valor exato desejado, ou um diferente valor do condensador de tempo escolhido.
Agora sabemos que o atraso de tempo ou a largura do pulso de saída de um temporizador 555 monoestável é determinado pela constante de tempo da rede RC conectada., Se forem necessários longos períodos de tempo nos 10’s de segundos, nem sempre é aconselhável usar condensadores de tempo de alto valor, uma vez que podem ser fisicamente grandes, caros e ter grandes tolerâncias de valor, por exemplo, ±20%.
uma solução alternativa é usar um condensador de tempo de pequeno valor e um resistor de valor muito maior até cerca de 20MΩ ‘ s para produzir o atraso de tempo necessário., Também usando um valor menor capacitor de temporização e diferentes valores de resistência conectado a ele através de uma multi-posição do interruptor rotativo, nós podemos produzir uma Monostable temporizador 555 circuito oscilador que pode produzir diferentes larguras de pulso em cada interruptor de rotação, como o comutável Monostable temporizador 555 circuito mostrado abaixo.
Um botão Temporizador 555
podemos calcular manualmente os valores de R e C para que o indivíduo componentes necessários, como fizemos no exemplo acima., No entanto, a escolha dos componentes necessários para se obter o desejado de atraso de tempo nos obriga a calcular com kilohm s (Ω), Megaohm do (MΩ), do microfarad (µF) ou picafarad do (pF) e é muito fácil de acabar com um atraso de tempo que está fora por um fator de dez, nem cem.
Nós podemos tornar a nossa vida um pouco mais fácil usando um tipo de gráfico chamado um “Nomograph” que nos ajudará a encontrar o monostable multivibrators frequência esperada de saída para diferentes combinações ou valores de R e C., Por exemplo,
Monostable Nomograph
Então, selecionando adequado valores de C e R em intervalos de 0,001 uF para 100uF e 1 kω para 10MΩ, respectivamente, podemos ler o esperado freqüência de saída diretamente do nomograph gráfico eliminando assim qualquer erro nos cálculos. Na prática, o valor do resistor de tempo para um temporizador monoestável 555 não deve ser inferior a 1kΩ ou superior a 20MΩ.,
Biestável Temporizador 555
assim Como o de um tiro 555 Monostable configuração acima, nós podemos igualmente produzir um Biestável (dois estados estáveis) dispositivo com a operação e a saída do 555 Biestável sendo semelhante à transistorised um analisamos anteriormente no Biestável Multivibrators tutorial.
O 555 Bistable é um dos circuitos mais simples que podemos construir usando o chip de oscilador de tempo 555. Esta configuração bistable não usa qualquer rede de tempo RC para produzir uma forma de onda de saída, de modo que não são necessárias equações para calcular o período de tempo do circuito., Considere o circuito de temporizador 555 abaixo.
Biestável Temporizador 555 (flip-flop)
A mudança da forma de onda de saída é obtida através do controle do gatilho e repor as entradas do temporizador 555 que são realizadas “ALTA”, por dois pull-up resistores, R1 e R2. Ao tomar a entrada de disparo (pin 2)” baixo”, switch em posição definida, muda o estado de saída para o estado” alto “e tomando a entrada de reset (pin 4)” baixo”, switch em posição de reset, muda a saída para o estado” baixo”.,
Este circuito temporizador 555 permanecerá em qualquer estado indefinidamente e é, portanto, bistável. Então o temporizador Bistable 555 é estável em ambos os Estados, “alto”e ” baixo”. O limiar de entrada (pin 6) é conectado ao solo para garantir que ele não pode reiniciar o circuito bistable como faria em uma aplicação de tempo normal.
555 Timer Output
We could not finish this 555 Timer tutorial without discussing something about the switching and drive capabilities of the 555 timer or indeed the dual 556 Timer IC.,
A saída (pino 3) do padrão do temporizador 555 ou a 556 timer, tem a capacidade de “Afundar” ou “Origem” de uma corrente de carga de até um máximo de 200mA, o que é suficiente para acionar diretamente a saída de transdutores, tais como, relés, lâmpadas de filamento, LED, motores, ou alto-falantes, etc., com o auxílio da série de resistências ou de diodo de proteção.,
Esta capacidade de o temporizador 555 para tanto “Pia” (absorver) e “Source” (fonte) atual significa que o dispositivo de saída pode ser conectado entre o terminal de saída do temporizador 555 e o fornecimento de afundar a corrente de carga, ou entre o terminal de saída e a de terra para a fonte de corrente de carga. Por exemplo.
Afundando e Abastecimento, a Saída do Temporizador 555
No primeiro circuito acima, o LED está ligado entre o positivo da fonte de trilho ( +Vcc ) e o pino de saída 3., Isto significa que a corrente irá “afundar” (absorver) ou fluir para o terminal de saída do temporizador 555 E o LED será “ligado” quando a saída é “baixa”.
o segundo circuito acima mostra que o LED Está ligado entre o PIN de saída 3 e o solo ( 0v ). Isto significa que a corrente irá “fonte” (suprimento) ou fluir para fora do terminal de saída de 555 timers e o LED será “ON” quando a saída for “alta”.,
a capacidade do temporizador 555 tanto para afundar e fonte de sua corrente de carga de saída significa que ambos LED pode ser conectado ao terminal de saída ao mesmo tempo, mas apenas um será comutado “EM” dependendo se o estado de saída é “alto” ou “baixo”. O circuito à esquerda mostra um exemplo disso. os dois LED serão alternativamente comutados “ON” e “OFF” dependendo da saída. Resistor, R é usado para limitar a corrente LED a abaixo de 20mA.,
dissemos anteriormente que a corrente máxima de saída para afundar ou fonte a corrente de carga via pin 3 é de cerca de 200mA na tensão máxima de alimentação, e este valor é mais do que suficiente para conduzir ou mudar outras lâmpadas lógicas IC, LED ou pequenas, etc. Mas e se quiséssemos mudar ou controlar dispositivos de maior potência, como motores, electroímanes, relés ou altifalantes? Então nós precisaríamos usar um Transistor para amplificar a saída de 555 Temporizadores, a fim de fornecer uma potência suficientemente alta para conduzir a carga.,
Temporizador 555 Transistor Driver
O transistor nos dois exemplos acima, pode ser substituído com uma Potência MOSFET dispositivo ou transistor Darlington se a corrente de carga é alta. Ao usar uma carga indutiva, como um motor, relé ou eletromagneto, é aconselhável conectar um díodo livre (ou volante) diretamente através dos terminais de carga para absorver qualquer voltagem emf traseira gerada pelo dispositivo indutivo quando ele muda de Estado.
até agora temos que olhar para o uso do temporizador 555 para gerar pulsos de saída monoestáveis e bistíveis., No próximo tutorial sobre a geração de formas de onda, vamos olhar para conectar o 555 em uma configuração astable multivibrator. Quando usado no modo astable tanto o ciclo de frequência e de funcionamento da forma de onda de saída pode ser controlado com precisão para produzir um gerador de forma de onda muito versátil.
