ELETRÔNICA DIGITAL. Prof. Arnaldo I. I. C. A. & I. T. Tech. Consultant

Transcrição

1 ELETRÔNICA DIGITAL Prof. Arnaldo I. I. C. A. & I. T. Tech. Consultant

2 Circuito Integrado 5 5 5

3 5 5 5 Modo Op. Monoestável

4 O C. I. 555 no Modo Operacional Monoestável Funciona como 1 Circuito Disparador, pois ao Receber Sinais Adequados no Terminal Gatilho Gera 1 Pulso de Duração Específica na Saída & Depois Volta a Deixar a Saída Desligada, Pronta para Receber Outro Estímulo Pulsante Op. ; Se Durante o Período em que a Saída Estiver Ligada Houver 1 Sinal RESET, esta Saída Será Desligada Automaticamente & com este Tipo de Configuração Pode-se Implementar Várias Aplicações, tais como Temporizadores, Detectores de Pulsos & Circuitos Removedores de Ruídos ( Debounce )

5 Modo Op. Monoestável

6 O C. I. 555 Recebe Tensão Op. por Vcc ( 5 V Vcc 15 V ) & GND & se Sinal de Saída Estiver Ativo ( Saída = Vcc ), Capacitor Eletrolítico 100uF (C3) Opera Apenas para a Filtragem de Alimentação E. E., Sem Qualquer Relação Técnica com o Modo Op. Monoestável ; Na Saída OUTPUT, Existe (LED1) & em Série, o Resistor (R4) 1 KΩ, Limitador de Corrente Funcional ; No 555, o Gatilho é Ativado se a Tensão Op. < 1/3 Vcc, Daí o Resistor 10 KΩ (R2) entre o TRIGGER & Vcc ; Quando Chave (S1) For Pressionada, o Sinal do Gatilho Irá Zerar, Conectando-se ao Terra & Enquanto (S1) Não Estiver Acionada, Sinal Gatilho = Vcc ; De Modo Semelhante, à Conexão do Gatilho, Existe o Resistor (R3) entre RESET & Vcc, com a Chave (S2) Ligada ao Terra Fazendo RESET = 0 ao Ser Ativada ;

7 Assim, o RESET do 555 Será Acionado ao Ser Interligado ao Terra ou Apenas se a Chave (S2) for Pressionada ; O Terminal Controle Não Será Utilizado, Assim Existe o Capacitor 0.1 uf (C2) entre CONTROL & GND para Evitar Oscilações de Tensão que Afetem a Sensibilidade do 555 & Interfiram no Regime Normal do Modo Op. Monoestável ; O Resistor 100 KΩ (R1) entre DISCHARGE & Vcc Torna-se Componente Externo Importante do Modo Monoestável do 555, Auxiliando na Definição da Velocidade de Descarga do Capacitor (C1) Quando o Gatilho é Acionado ; O Capacitor 47uF (C1) Possui um Terminal Interligado a DISCHARGE & THRESHOLD & Outro Terminal Conectado ao GND, Assim, se Carrega pelo Resistor (R1) se o 555 for Acionado pelo Gatilho & Descarrega pelo DISCHARGE se a Tensão Op. = 2/3 Vcc ;

8 Para o Cálculo do Tempo de Duração do Pulso na Saída com o 555 em Monoestável : t = R * C * 1.1 t Tempo em Segundos R Valor de R1 em Ω C Capacitância de C1 em Farad Assim, se R1 = 100 KΩ & C1 = 47 uf : t = * * 1.1 = 5.17 s Trocando C1 = 47 uf por 10 uf : t = * * 1.1. = 1.1 s

9 5 5 5 Modo Op. Astável

10 Neste Modo, C. I. 555 Opera como Oscilador ou Multi-Vibrador, Gerando Continuamente Séries de Pulsos Retangulares com Fop & os Tempos ALTO & BAIXO Definidos por Componentes Externos ao C. I., Podendo Ser Utilizado em Aplicações Diversas para Gerar Sinais CLOCK ( CLK ) para outros Circuitos, Produzir Tons Diversos de Áudio, Sirenes, Implementar Pisca-Piscas,... & ao Ser Conectado Adequadamente neste Modo, Inicia Geração de Sinal de Saída, Logo que Recebe Corretamente a Alimentação Vcc

11 Modo Op. Astável

12 Quando o 555 Recebe Vcc, o Capacitor (C1) está Descarregado & Tensão ( THRESHOLD ) = 0 & como este Terminal está Conectado ao Gatilho ( TRIGGER ), sua Tensão Também Será Nula ; Quando o 555 é Ativado com Tensões < 1/3 Vcc no Gatilho & este em Estado BAIXO, o Flip-Flop Interno do 555 é Acionado Indo para Estado BAIXO, Assim, Saída OUTPUT Interconecta-se a Vcc & o LED (LED1) Irá se Acender ; Simultaneamente, Terminal DISCHARGE é Desconectado do Terra & Capacitor (C1) Começa a Carregar Através de (R1) & (R2) ; Diferentemente do Modo Monoestável, o Capacitor (C1) Carregará na Velocidade Controlada por (R1 + R2) & Não Apenas por (R1) ; Quando a Carga de (C1) for 2/3 Vcc, a Tensão THRESHOLD Irá Levar Flip-Flop Interno para Estado ALTO & neste Momento, a Saída Será Interconectada ao Terra com o (LED1) se Apagando ; Simultaneamente, Terminal Descarga é Conectado Também ao Terra & Capacitor (C1) Inicia Descarga Através de (R2) & Quando Carga em (C1) fica < 1/3 Vcc, o Flip-Flop Interno é Reativado com o Ciclo Op. Todo Reiniciando Modo Funcional Astável Repetitivo ;

13 No Modo Astável, São 2 Tempos Op. Importantes, a Duração do Sinal em Nível ALTO & a Duração em Nível BAIXO, com tais Tempos Sendo Determinados por (R1), (R2) & por (C1) ; A Duração do Pulso em Nível ALTO ( LED Aceso ) é dada pelo Tempo que (C1) Leva para Sair de 1/3 Vcc para 2/3 Vcc, Carregando por (R1) & (R2), Conforme a Equação : talto = ln (2) * (R1 + R2) * C1 A Duração do Pulso em Nível BAIXO ( LED Apagado ) é dada pelo Tempo que (C1) Leva para Sair de 2/3 Vcc para 1/3 Vcc Descarregando por (R2) & Isto é Determinado pela Equação : tbaixo = ln (2) * R2 * C1 Assim, para Calcular Corretamente Fop Oscilação do Circuito : T = ttotal = talto + tbaixo T = ln (2) * C1 * ( R1 + 2 * R2 ) Fop = 1 / T = 1 / [ ln (2) * C1 * ( R1 + 2 * R2 ) ]

14 Sinal de Saída do 555 Astável São Ondas Retangulares, Assim Tempo ALTO Não Será o Mesmo que o Tempo BAIXO, já que um é Definido por (R1) + (R2) & o Outro Só por (R2) & para que Onda de Saída Seja Quase Simétrica, o Valor de (R1) Deve Ser Muito Menor que (R2), Segundo Equação Temporização Op. : Se Resistores (R1) & (R2) = 100 KΩ com (C1) = 10 uf : talto = s tbaixo = s T = ttotal = talto + tbaixo = s Fop = 1 / T = 0.481Hz Tempo ALTO é Exatamente o Dobro que o Tempo BAIXO ; Se (R1) = 1KΩ ; (R2) = 100KΩ & (C1) = 10 uf : talto = s tbaixo = s T = ttotal = talto + tbaixo = s Fop = 1 / T = 0.718Hz Tempo ALTO é Quase Mesmo que Tempo BAIXO, mas Ainda Pouco Maior & Mesmo Aumentando-se a Diferença entre (R1) & (R2), NUNCA os Tempos ALTO & BAIXO Serão Iguais ;

15 5 5 5 Modo Op. Biestável

16 Modo Op. Biestável

17 São 2 Interruptores, 1 Ligado ao Gatilho & Outro ao Reset que Forçam o 555 Atuar como Flip-Flop ( Memória Lógica de Estados ou Níveis Lógicos ) : Ao se Pressionar Interruptor Conectado ao Gatilho, se Obtém Estado Op. BAIXO que Atuará no Comparador Interno que Liberará Estado ALTO na Saída em Função do Mesmo Estar com 1/3 Vcc & Isto Provocará o Acendimento do LED ; Quanto ao Reset, como o Próprio Termo Técnico já Representa, Irá Interromper o Ciclo Op. Vigente & Promover Retorno ao Estado Op. Anterior Aonde o LED Estava Apagado ;

18 PESQUISA TÉCNICA COMPLEMENTAR 1) Resumir os Tipos de Sinais de Saída Op. Obtidos pelas Configurações Monoestável, Astável & Biestável Montadas com C. I ) O que Vem a Ser Op. Duty Cicle para um Circuito Astável Baseado em C. I. 555? 3) Esboçar Graficamente 1 Circuito Aplicativo para Configuração Biestável Montada com C. I. 555, Explicando Basicamente seu Princípio Técnico de Funcionamento.

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