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1 laboratório de tecnologia Instituto ensino médio disciplina tecnologia O CIRCUITO INTEGRADO 555 no MuLTISIM Introdução ao Multisim Software de Simulação de Circuitos da National Instruments ESCOLA: profº: SÉRIE: ALUNO: Nº

2 O Circuito Integrado 555 a 1 O circuito integrado 555 consiste em um timer de uso geral que pode operar tanto na configuração astável quanto monoestável. A pinagem básica deste CI é mostrada na figura 1 Na prática, os fabricantes acrescentam prefixos para identificar os seus 555, e denominações como LM555, NE555, µa555 e outras são comuns. Temos ainda versões diferentes do 555 que empregam Figura 1 Circuito INTEGRADO DO 555 tecnologias mais avançadas que a tradicional linear. Assim, um primeiro destaque é o 555 CMOS, também especificado como TL7555 ou TLC7555, e que se caracteriza por poder operar com tensões menores que o 555 comum, ter menor consumo e alcançar freqüências mais elevadas. Na figura 2 temos um diagrama simplificado das funções existentes no circuito integrado 555. Figura 2 POR DENTRO DO CIR- CUITO INTEGRADO 555 Faixa de Tensões de Alimentação Corrente máxima de saída Esses blocos podem ser usados de duas formas básicas, as quais são astável (free running) e monoestável (pulso único). Na versão astável, o circuito opera como oscilador gerando sinais retangulares disponíveis na saída do pino 3. Na versão monoestável, o circuito gera um pulso retangular único ao ser disparado externamente. As características principais do 555 são: 4,5-18 V +/- 200 ma Tensão de limiar típica com alimentação de 5 V Corrente de limiar típica Nível de disparo típico com alimentação de 5 V Tensão de reset típica Dissipação máxima Corrente típica de alimentação com 5 V Corrente típica de alimentação com 15 V Tensão típica de saída no nível alto com 5 V de alimentação (Io = 50 ma) Tensão típica de saída no nível baixo com 5 V de alimentação (Io = 8 ma) 3,3 V 30 na 1,67 V 0,7 V 500 mw 3 ma 10 ma 3,3 V 0,1 V As características dessa tabela são dadas para o NE555 da Texas Instruments, podendo variar levemente para CIs de outros fabricantes ou ainda com eventuais sufixos indicando linhas especiais.

3 CONFIGURAÇÕES O circuito integrado 555 pode ser empregado em duas configurações básicas, astável e monoestável. Estudaremos apenas a astável em nosso curso. Na figura 3 temos o circuito básico do 555 na configuração astável. Esse circuito pode gerar sinais de 0,01 Hz a 500 khz e os valores limites para os componentes usados são: R1, R2 = 1k a 3,3 Mohms C = 500 pf a µf Figura 3 Circuito INTEGRADO 555 USA- DO COMO ASTÁVEL. A freqüência de oscilação é dada por: f = 1,44 /[(R1 + 2R2) C] Onde: f é a freqüência em hertz R1 e R2 são os valores dos resistores em Ohms C é a capacitância em farads. O tempo em que a saída permanece no nível alto é dado por: th = 0,693 x C (R1 + R2) O tempo em que a saída permanece no nível baixo é dado por: tl = 0,693 x R2 x C Veja que, nessa configuração, o ciclo ativo não pode ser 50% em nenhum caso, pois o tempo de carga do capacitor é sempre maior que o tempo de descarga. Para se obter ciclos ativos menores existem configurações em que os percursos das correntes de carga e descarga são alterados, mas nesse caso, não vale o programa do programa para cálculo de freqüência. Também é importante observar que a carga e descarga do capacitor permitem a obtenção de uma forma de onda dente-de-serra sobre esse componente, conforme ilustra a figura 4. Evidentemente, trata-se de um ponto do circuito em que esse sinal é de alta impedância e, portanto, não pode ser usado diretamente para excitar cargas de maior potência. Figura 4 - Formas de onda no circuito.

4 Circuito 1 Astável 555 com LEDs O primeiro circuito faz com que a sida do circuito fique trocando de estado ligando e desligando numa velocidade que vai depender do capacitor. Desta forma, quando a saída vai ao nível alto o LED U2 acende e quando ela vai ao nível baixo o LED U1 acende. Como a saída fica trocando de estado alternadamente, os LEDs piscam alternadamente. Obs: Dizemos nível alto quando a tensão é igual à da alimentação e nível baixo quando é zero volt. Use LEDs Virtuais de cores diferentes. O circuito para montagem está na figura 5. U1 A1 V1 12 V C1 470nF VCC RST OUT DIS THR TRI CON GND 555_VIRTUAL R1 1k R2 100k R3 470 R4 470 U2 Figura 5 Astável completo fazendo dois LEDs piscar alternadamente. Onde estão os componentes: A1 555 na caixa mixed timer LEDs U1 e U2 na caixa diodes e na caixa de Basic 3D para os LEDs virtuais V1 e terra na caixa Sources R1, R2, R3 e R4 na caixa Basic C1, na caixa Basic Importante: observe o (+) do LED. Se inverter não funciona! Use a chave I/O para dar inicio à simulação. Experimente: A) Alterar a frequência das piscadas clicando em C1 propriedades e alterando o valor. B) Altere também a frequência mudando de valores os resistores. C) Desligue um dos LEDs para ver se o outro pisca. Explique. Atividade: monte o circuito na matriz de contatos.

5 Circuito 2 Pisca-Pisca de Potência O circuito integrado 555 não tem capacidade para acionar uma lâmpada, que exige muito maior corrente. Assim, para acionar uma lâmpada precisamos de um circuito adicional de potência. Ligando a saída OUT a este circuito podemos fazer a lâmpada piscar.monte este circuito em continuidade ao outro, apagando U1, U2 e R3, R4 R3 2.2k 5% Q1 BC548BP Q % R2 BD136 X1 12V_10W V1 12 V A lâmpada está na caixa indicadores (indicators). Ligando a simulação (I/O) a lâmpada vai piscar. Altere o capacitor para mudar o ritmo das piscadas. Onde estão os componentes: Figura 6 Circuito de potência para acionar uma lâmpada Transistores na caixa de BJT NPN e PNP Resistores na caixa basic X1 na caixa indicators Terra e V1 na caixa sources para pesquisar! No site br, na seção Circuitos Simulados, existem dezenas de circuitos para você montar no seu Multisim. Lá também está o link para baixar a versão do estudante por 30 dias. Responda ao questionário: 1) O que é um circuito integrado? 2) Por que a polaridade do LED é importante? 3) Quais são as funções do circuito integrado 555? 4) Que tipo de sinal gera o circuito integrado 555?