relatório 2 - aplicações do ci 555
DESCRIPTION
Aplicações do CI 555TRANSCRIPT
Universidade Federal de Juiz de Fora - Faculdade de EngenhariaDepartamento de Circuitos Elétricos - Professor: Luciano Manhães de Andrade Filho
Disciplina: Laboratório de Eletrônica – CEL037A
Relatório – Prática 2
Aplicações do CI 555
Nome:Filipe Thevenin
Universidade Federal de Juiz de fora - UFJFFaculdade de EngenhariaLaboratório de Eletrônica
Sumário1. Introdução......................................................................................................................2
2. Objetivo.........................................................................................................................2
3. Materiais Utilizados.......................................................................................................2
4. Pricípios teóricos...........................................................................................................2
5. Simulações e medições..................................................................................................2
6. Conclusões.....................................................................................................................2
1
Universidade Federal de Juiz de fora - UFJFFaculdade de EngenhariaLaboratório de Eletrônica
1. Introdução
O CI 555 possui grande destaque em aplicações relacionadas ao tempo. Ele é
considerado um circuito industrial por poder ser alimentado por uma tensão
compreendida entre os valores 4,5 e 18V. Uma de suas principais qualidades é a
capacidade de suportar corrente relativamente alta, em torno de 200mA podendo
acionar relés, lâmpadas e etc.
2. Objetivo
Compreender o funcionamento do circuito integrado 555, operando-o
adequadamente e exemplificando as aplicações possíveis, dentre elas, um timer simples.
3. Materiais Utilizados
Os materiais utilizados estão relacionados na tabela abaixo.
2 resistores de 1kΩ
2 resistores de 2,7kΩ
1 resistor de 12kΩ
1 capacitor de 100nF
1 capacitor de 10nF
1 LED
1 diodo 1n 4007
1 potenciômetro de 100kΩ
1 chave conectora
1 Fonte d alimentação 5VDC
4. Pricípios teóricos
O CI 555 pode ser representado pelo esquema de circuirto interno representado pela
figura 4.1. Os oito pinos presentes possuem denominações que têm relação com suas
funções. Estes nomes estão relacionados na tabela 4.1.
As aplicações de interesse neste relatório são: um multivibrador astável simples, um
multivibrador astável simétrico e um multivibrador monoestável ou timer.
2
Figura 3.2: Esquema utilizado no software de simulação.
Universidade Federal de Juiz de fora - UFJFFaculdade de EngenhariaLaboratório de Eletrônica
4.1 Multivibrador monoestável
Um multivibrador monoestável é um dispositivo capaz de gerar atrasos. O circuito
possui apenas um estado estável e quando é perturbado leva algum tempo para retornar
a este estado. O circuito representativo que confere esta característica ao CI 555 está
mostrado na figura 4.2.
O tempo (t) no qual o multivibrador permanece no estado instável pode ser
calculado pela seguinte equação:
3
Número Nome Sigla
1 Terra GND
2 Disparo TRI
3 Saída OUT
4 Reset RST
5 Controle COM
6 Limiar THR
7 Descarga DIS
8 Alimentação Vcc
Figura 4.1: Diagrama interno do CI 555.
Tabela 4.1: Pinagem do CI 555.
Figura 4.2: Multivibrador monoestável.
Universidade Federal de Juiz de fora - UFJFFaculdade de EngenhariaLaboratório de Eletrônica
4.2 Multivibrador astável
O multivibrador astável é um dispositivo que não possui nenhum estado estável e
está sempre mudando. Durante determinado período a saída está em nível alto (Ton) e em
seguida muda para zero e permanece neste valor durante outro período (Toff). Uma
representação para o circuito com CI 555 que se comporta desta maneira está na figura
4.3. Esta configuração é ideal para geração de pulsos retangulares.
Os períodos Ton e Toff podem ser calculados através das expressões abaixo.
A configuração na qual os tempos Ton e Toff são iguais é denominada multivibrador
astável simétrico. Um esquema representativo está na figura 4.4.
4
Figura 4.3: Multivibrador astável.
Figura 4.4: Multivibrador astável simétrico.
VCC
OUT
CI_555
GND
DIS
OUTRST
THR
CON
TRI
VCC
VCC5V
R110kΩ
C1100nF C2
10nF
R210kΩ
XSC1
A B
Ext Trig+
+
_
_ + _
Universidade Federal de Juiz de fora - UFJFFaculdade de EngenhariaLaboratório de Eletrônica
Os períodos Ton e Toff serão iguais se R1 for igual à R2 e podem ser calculados pelas
seguintes expressões:
5. Simulações e medições
5.1 Circuito multivibrador astável
O circuito da figura 4.3 foi montado no programa Multisim 11.0 conforme está
mostrado na figura 5.1. O resultado da simulação está mostrado na figura 5.2 para
valores de R1 = R2 = 10kΩ.
5
Figura 5.1: Multivibrador astável.
Figura 5.2: Saída (pino 3) do CI 555.
VCC
OUT
CI_555
GND
DIS
OUTRST
THR
CON
TRI
VCC
VCC5V
R110kΩ
C1100nF C2
10nF
R210kΩ
XSC1
A B
Ext Trig+
+
_
_ + _
D1
1N4007
Universidade Federal de Juiz de fora - UFJFFaculdade de EngenhariaLaboratório de Eletrônica
Foram feitos cálculos dos tempos de carga e descarga considerando alguns valores
de R1 e R2. Os valores medidos e calculados estão descritos na tabela 5.1.
5.2 Circuito multivibrador astável simétrico
O circuito da figura 4.4 foi montado no programa Multisim 11.0 conforme está
mostrado na figura 5.3. O resultado da simulação está mostrado na figura 5.4 para
valores de R1 = R2 = 10kΩ.
6
Multivibrador AstávelResistores Valores Calculados Valores Medidos
R1(kΩ) R2(kΩ)Ton
(ms)Toff
(ms)f(Hz) Ton (µs)
Toff
(µs)f(Hz)
10 10 1,386 0,693 481 1160 572 58310 2,7 0,880 0,187 937 760 166 11082,7 10 0,880 0,693 636 760 572 7602,7 2,7 0,374 0,187 1781 312 156 2175
Tabela 5.1: Valores medidos e simulados da saída do CI555 para o multivibrador astáel.
Figura 5.3: Multivibrador astável simétrico.
Figura 5.4: Saída (pino 3) do CI 555.
Universidade Federal de Juiz de fora - UFJFFaculdade de EngenhariaLaboratório de Eletrônica
Foram feitos cálculos dos tempos de carga e descarga considerando alguns valores
de R1 e R2. Os valores medidos e calculados estão descritos na tabela 5.2.
5.2 Circuito multivibrador monoestável (timer)
O circuito da figura 4.2 foi montado no programa Multisim 11.0. A simulação
constou de duas partes. A primeira foi ajustando o potenciômetro em 0% conforme está
mostrado na figura 5.5. Nesta configuração o tempo de perturbação é menor, (Tmin) O
resultado da simulação está mostrado na figura 5.6.
7
Multivibrador Astável SimétricoResistores Valores Calculados Valores Medidos
R1(kΩ) R2(kΩ)Ton
(ms)Toff
(ms)f
(Hz)Ton (µs)
Toff
(µs)f
(Hz)10 10 0,693 0,693 722 738 560 7712,7 2,7 0,187 0,187 2672 205 152 2801
Tabela 5.2: Valores medidos e simulados da saída do CI555 para o multivibrador astável simétrico.
Figura 5.5: Multivibrador monoestável com potenciômetro em 0%.
Figura 5.6: Saída (pino 3) do CI 555.
Universidade Federal de Juiz de fora - UFJFFaculdade de EngenhariaLaboratório de Eletrônica
A segunda parte foi ajustando o potenciômetro em 100% conforme está mostrado
na figura 5.7. Nesta configuração o tempo de perturbação é maior, (Tmax). O resultado da
simulação está mostrado na figura 5.8.
Foram feitos cálculos dos tempos Tmax e Tmin. Os valores medidos e calculados estão
descritos na tabela 5.
Multivibrador Monoestável (timer)
Valores Calculados Valores medidos
Tmin(s) Tmax(s) Tmin(s) Tmax(s)
6,204 57,904 6,25 59
8
Tabela 5.3: Valores medidos e simulados da saída do CI555 para o multivibrador
monoestável.
Figura 5.7: Multivibrador monoestável com potenciômetro em 100%.
Figura 5.8: Saída (pino 3) do CI 555.
Universidade Federal de Juiz de fora - UFJFFaculdade de EngenhariaLaboratório de Eletrônica
OBS: O resistor R_Led foi posto em série com o LED1, na simulação, tanto no circuito de Tmin e Tmáx, com intuito de limitar a corrente que circulará pelo LED sem danificá-lo.
No protoboard não foi utilizado o R_Led, pois o LED utilizado foi dele mesmo.
6. Conclusões
Através da análise dos resultados pode-se concluir que os valores calculados
analiticamente são muito próximos dos medidos.
Para a configuração do CI 555 como circuito astável simétrico, a introdução do
diodo aproxima a saída para uma forma de onda simétrica. Pelos valores medidos, vê-se
que os períodos Ton medidos são maiores que os teóricos. Este resultado nos mostra que
o diodo não “desliga” totalmente uma parte da resistência para o carregamento do
capacitor, existe também a resistência própria do diodo que é desprezada no cálculo.
Para o 555 monoestável, os resultados obtidos na medição ficaram muito próximos
dos valores teóricos. Usando como base os valor teóricos calculados observa-se que Tmin
medido é 1,0074p.u., possuindo um erro de 0,74% e Tmax medido é 1,0189 p.u., com erro
de 1,89%, sendo aceitável a pequena diferença encontrada, já que no acionamento do
cronômetro existe um erro humano.
De um modo geral, os resultados obtidos na medição, calculados teoricamente e
visualizados via Multisim 11.0 ficaram compatíveis, dentro de uma margem de erro
aceitável.
As pequenas diferenças obtidas podem ser atribuídas às aproximações realizadas
nas equações (Equações Reduzidas) e/ou a um mau ajuste no posicionamento dos
cursores no momento da medição através do osciloscópio. Vale lembrar que nos
cálculos realizados não consideramos em nenhum instante o erro de tolerância dos
resistores/capacitores e que existe também uma pequena parte de erro atribuída ao
osciloscópio.
9