O circuito integrado Temporizador NE555 pode ser usado com alguns componentes simples para construir um circuito monoestável que produz um único pulso de saída quando acionado. É chamado de mono estável porque é estável em apenas um estado: 'saída em nível lógico baixo'. O estado "saída em nível lógico alto" é temporário.
A duração do pulso é chamada de período de tempo (T) e isso é determinado pela resistência R1 e pelo capacitor C1:
O período de tempo máximo confiável é de aproximadamente 10 minutos.
O carga do capacitor atinge 67% da tensão de alimentação com o tempo 10% maior que a constante de tempo (R1 × C1), que é o tempo necessário para carregar a 63%. Devemos escolher o capacitor C1 primeiro porque há relativamente poucos valores disponíveis. R1 deve estar na faixa de 1k ohm a 1M ohm. Tenha em atenção que os capacitores eletrolíticos não possuem valores precisos (erros de pelo menos 20% são comuns) e tendem a perder carga, o que aumenta o período de tempo, especialmente se você estiver usando um resistor de alto valor.
O período de tempo é iniciado quando o gatilho de entrada (pino 2) é menor do que 1/3 Vs, isto faz com que a saída alta (+ Vs) e o capacitor C1 começa a ser carregado através da resistência R1. Uma vez iniciado o período de tempo, os impulsos de disparo adicionais são ignorados.
O limiar de entrada (pino 6) monitora a tensão entre C1 e quando este atinge 2/3 Vs o período de tempo é longo e a saída torna-se baixo. Ao mesmo tempo, a descarga (pino 7) é conectada internamente a 0V, descarregando o capacitor pronto para o próximo disparo.
A entrada de reset (pino 4) anula todas as outras entradas e a temporização pode ser cancelada a qualquer momento, conectando o reset a 0V, isto instantaneamente faz a saída baixa e descarrega o capacitor. Se a função de reset não for necessária, o pino de reset deve ser conectado diretamente a + V com fio ou com um resistor de cerca de 10k ohm (o valor não é crítico).
Pode ser útil garantir que um circuito monoestável seja reinicializado ou acionado automaticamente quando a fonte de alimentação for conectada ou ligada. Isso é obtido usando um capacitor em vez de (ou além de) um comutador, conforme mostrado no diagrama.
O capacitor demora um pouco para carregar, mantendo brevemente a entrada perto de 0V quando o circuito é ligado. Um interruptor pode ser conectado em paralelo com o capacitor se a operação manual também for necessária.
Se a entrada de disparo é ainda menos do que 1 / 3 Vs no final do período de tempo a saída permanecerá alto até que o gatilho for maior do que 1 / 3 vs. Esta situação pode ocorrer se o sinal de entrada for de um interruptor ou sensor on-off.
O monoestável pode ser acionado por borda , respondendo apenas a mudanças de um sinal de entrada, conectando o sinal de disparo através de um capacitor à entrada do acionador. O capacitor passa por mudanças repentinas (AC), mas bloqueia um sinal constante (DC). Para mais informações, consulte a página sobre capacitância . O circuito é " borda negativa acionada " porque responde a uma queda súbita no sinal de entrada.
O resistor entre o gatilho (pino 2) e + Vs garante que o gatilho seja normalmente alto (+ Vs).
2 - Circuito Integrado NE555 como Astável
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| Figura 2.1 - NE555 como circuito astável. |
O circuito integrado temporizador NE555 pode ser usado com alguns componentes simples para construir um circuito astável que produz uma 'onda quadrada'. Esta é uma forma de onda digital com transições nítidas entre baixa (0V) e alta (+ Vs), as durações dos estados baixo e alto podem ser diferentes. O circuito é chamada de uma estável porque não é estável em qualquer estado: a saída está em constante mudança entre 'baixo' e 'alto'.
Período de tempo e frequência
O período de tempo (T) da onda quadrada é o tempo para um ciclo completo, mas muitas vezes é melhor considerar a frequência (f) que é o número de ciclos por segundo.
T = 0,7 × (R1 + 2R2) × C1 ;
f = 1,4 / (R1 + 2R2) × C1 ; Onde:
T = período de tempo em segundos (s)
f = frequência em hertz (Hz)
R1 = resistência em ohms ( ohm)
R2 = resistência em ohms ( ohm)
C1 = capacitância em farads (F)
O período de tempo pode ser dividido em duas partes:
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| Figura 2.2 - Duração do pulso astável. |
Período de tempo, T = Tm + Ts
O tempo ativado (saída alta),
Tm = 0,7 × (R1 + R2) × C1
Tempo desativado (saída baixa),
Ts = 0,7 × R2 × C1
É importante notar que Tm deve ser maior que Ts, já que R1 não pode ser 0 ohm (o mínimo é 1k ohm). Muitos circuitos exigem que Tm e Ts sejam aproximadamente iguais. Isto é conseguido se R2 for muito maior que R1.
Escolhendo R1, R2 e C1
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| Figura 2.3 - Tabela para escolha de R1 e R2. |
R1 e R2 devem estar no intervalo de 1k ohm a 1M ohm. É melhor escolher C1 primeiro porque os capacitores estão disponíveis em apenas alguns valores.
Escolha C1 para se adequar à faixa de freqüência desejada (use a tabela como guia).
Escolha R2 para fornecer a frequência (f) desejada. Suponha que R1 seja muito menor que R2 (para que Tm e Ts sejam quase iguais), então você pode usar:
Se R1 << R2 usar R2 = 0,7 / f × C1
Escolha R1 para ser um décimo de R2 (o mínimo é 1k ohm), a menos que você queira que o tempo de marca Tm seja significativamente maior que o tempo de espaço Ts.
Ciclo de trabalho
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| Figura 2.4 - Ciclo de trabalho. |
O ciclo de trabalho de um circuito astável é a proporção do ciclo completo para o qual a saída é alta (o tempo de marcação). Geralmente é dado como uma porcentagem.
Para um circuito padrão padrão 555, o tempo de marcação (Tm) deve ser maior que o tempo de espaço (Ts), portanto o ciclo de trabalho deve ser pelo menos 50%:
Ciclo de trabalho: ( Tm / Tm + Ts ) = ( R1 + R2 ) / (R1 + 2R2). Para alcançar um ciclo de trabalho de menos de 50%, um diodo de sinal (como 1N4148) pode ser adicionado em paralelo com R2, como mostrado no diagrama. Isso ignora R2 durante a parte de carregamento (marca) do ciclo, de modo que Tm dependa apenas de R1 e C1:
Tm = 0.7 × R1 × C1 (ignorando 0.7V no diodo)
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| Figura 2.5 - NE555 com ciclo de trabalho menor que 50%. |
Ts = 0,7 × R2 × C1 (inalterado)
T = Tm + Ts = 0,7 × (R1 + R2) × C1
Ciclo de trabalho com diodo = R1 / ( R1 + R2 )
Operação Astable
Com a saída alta (+ Vs), o capacitor C1 é carregado pela corrente que flui através de R1 e R2. As entradas de limiar de desencadeamento e monitorizar a tensão do condensador e quando ele atinge 2 / 3 Vs (tensão limiar) a saída torna-se baixo e o pino de descarga está ligado a 0V.
O capacitor agora descarrega com corrente fluindo através de R2 para o pino de descarga. Quando a voltagem cai para 1 / 3 Vs (tensão de disparo), a saída torna-se elevada de novo e o pino de descarga é desligado, permitindo que o condensador de carga para iniciar de novo.
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| Figura 2.6 - Operação do NE555. |
Este ciclo se repete continuamente, a menos que a entrada de reset seja conectada a 0V, o que força a saída baixa enquanto o reset é 0V.
Um astable pode ser usado para fornecer o sinal de clock para circuitos como contadores.
Uma frequência baixa (<10Hz) pode ser usada para acender e apagar um LED, flashes de frequência mais alta são muito rápidos para serem vistos claramente. Dirigir um alto-falante ou transdutor piezo com uma baixa freqüência de menos de 20Hz produzirá uma série de 'cliques' (um para cada transição baixa / alta) e isso pode ser usado para criar um metrônomo simples.
Uma frequência de áudio astable (20Hz a 20kHz) pode ser usada para produzir um som de um alto-falante ou transdutor piezo. O som é adequado para zumbidos e bipes. A frequência natural (ressonante) da maioria dos transdutores piezo é de cerca de 3kHz e isso fará com que eles produzam um som particularmente alto.
3 - Circuito Integrado NE555 como Biestável
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| Figura 3.1 - NE555 como circuito biestável. |
O circuito integrado temporizador NE555 pode ser usado com alguns componentes simples para construir um circuito biestável, também conhecido como 'flip-flop'. Flip-Flop é um circuito de memória muito simples.
O circuito é chamado de bi estável porque é estável em dois estados: saída alta e saída baixa.
O circuito biestável tem duas entradas:
Trigger (pin 2) faz a saída alta . Trigger ( Gatilho ) é acionado com "baixo ativo", que funciona quando a tensão for menor que < 1 / 3 vs.
Reset (pino 4) faz a saída baixa . Reset éé acionado com "ativo baixo", ele é redefinido quando a tensão for menor que < 0.7V.
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| Figura 3.2 - Operação do NE555. |
Os circuitos de reinicialização de inicialização, acionamento de partida e acionamento por borda podem ser usados conforme descrito para o circuito NE555 monoestável.
4 - Circuito Integrado NE555 como Buffer
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| Figura 4.1 - NE555 como circuito buffer. |
Uma aplicação pouco comum do circuito integrado 555 é como buffer inversor disparador. Podemos usar este circuito para disparar com uma tensão de 1/3 da tensão limiar de entrada e, na volta, fazê-lo desligar com 2/3 da tensão de entrada, apresentando desta forma uma boa histerese,. Na figura mostramos o modo de se fazer a ligação do 555 para esta configuração. Vcc pode ficar entre 3 e 15 V. Observe que os pinos 5 e 7 não são usados.
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A animação mostra a sequência de iluminação e isso segue o padrão australiano. O LED vermelho tem um período de desligamento igual e quando está desligado, o primeiro 555 entrega energia para o segundo 555. Isso ilumina o LED verde e, em seguida, o segundo 555 muda de estado para desligar o LED verde e ligar o LED laranja por um curto período de tempo antes do primeiro 555 mudar de estado para desligar o segundo 555 e ligar o LED vermelho. É necessária uma tensão de alimentação de 9v a 12v porque o segundo 555 recebe um fornecimento de cerca de 2v menos do que o trilho. Este circuito também mostra como conectar LEDs de alta e baixa a 555 e também desligar o 555, controlando o fornecimento para o pino 8. A conexão dos LEDs alto e baixo ao pino 3 não funcionará e, como o pino 7 está em fase com o pino 3 , pode ser usado com vantagem neste projeto. 
