I. INTRODUÇÃO TEÓRICA.

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1 I. INRODUÇÃO EÓRICA. Inroduzido pela Signeics em 1971, foi criado originalmene para funcionar como emporizador de precisão (Monoesável). O circuio inegrado 555 é classificado como um circuio inegrado da família linear, mas possui aplicações na elerônica digial como circuios emporizadores e geradores de pulsos de clock. MARCA PINO 1 O circuio inegrado 555 é composo de uma rede resisiva (divisor de ensão), dois amplificadores operacionais (configurados como comparadores de ensão), um flip-flop RS, um inversor e um ransisor. - Diagrama em blocos: (8) (5) Conrole Rese (4) Limiar (6) Gailho (2) R Q F.F. S Saída () GND (1) Descarga (7) - Rede resisiva A rede resisiva fornece ensões de referência para os amplificadores operacionais: V1 V2 V 1 = V 2 = 2. Níveis inernos de referência podem ser alerados aravés da enrada ensão de Conrole (5). GND 1

2 - Amplificadores operacionais: Nese caso, os amplificadores operacionais são uilizados como comparadores de ensão. A saída opera apenas com dois valores de ensões: 0V (nível baixo) e (nível alo). V+ V- Saída emos duas siuações possíveis: a) V+ > V- saída: nível alo () b) V+ < V- saída: nível baixo (0V) - Flip-Flop RS: R S Q Q R Q F.F. S 0 0 Q 0 Q Sempre que a enrada Gailho esiver abaixo de /, eremos nível alo na saída do comparador de ensão (V+ > V-) e assim: S = 1. Com S = 1 e R = 0, emos: Q = 1, Q = 0 e saída = Quando a enrada Limiar ulrapassa 2./ (V+ > V-), emos: R = 1. Com R = 1 e S = 0, emos: Q = 0, Q = 1 e saída = 0V Sempre que a saída (pino ) é baixa, emos Q = 1, o que saura o ransisor de descarga permiindo que flua correne enre o pino 7 e GND (1). II. CIRCUIO ASÁVEL Quando o circuio é uilizado para gerar um rem conínuo de pulsos, com freqüência definida, o modo de operação é denominado asável. Um circuio asável gera um sinal com os dois esados insáveis, ou seja, os esados em nível baixo e em nível alo esão sempre se alernando. Como exemplos de aplicações, emos: gerador de clock para circuios de empo (relógio, cronômero, conrole de processos ec.), gerador de om (alarme sonoro, eclado), conrole de velocidade em moores eléricos ec.. 2

3 - Circuio Limiar 2. R Q F.F. S Saída (Vou) Gailho C RB RA Funcionameno: a) Inicialmene, com o capacior C descarregado, emos a ensão de Gailho menor que /, assim S =1, Q = 0. O ransisor esá corado (não conduz) e o capacior carrega-se aravés de RA e RB. A saída esá em nível alo; b) Quando o capacior ulrapassar /, emos S =0 e R = 0, o que manêm o esado anerior. O capacior coninua a carga; c) Ao aingir 2./, emos R = 1 e Q = 1 (a saída esá em nível baixo) saurando o ransisor (enra em condução) e promovendo a descarga do capacior aravés de RB aé aingir /, quando S =1 e Q = 0 ; d) Com a ensão menor que / (S =1, Q = 0 ), o ransisor esá corado (não conduz) e o capacior carrega-se aravés de RA e RB. A saída esá em nível alo; e) A parir dese pono a operação repee-se ciclicamene (iens b, c, d) Vou

4 - empo de carga: 1 = 0,69. (RA + RB). C - empo de descarga: 2 = 0,69. RB. C - período: = freqüência: f = 144, (RA + 2.R B ). C (Hz) III. CIRCUIO MONOESÁVEL Ese circuio gera um pulso com largura definida, ese modo de operação é denominado monoesável. Um circuio monoesável gera um sinal com um esado insável (em nível alo nese caso), ou seja, o esado em nível alo durará apenas um cero inervalo de empo ( J ). Ese circuio pode ser aplicado em siuações onde é necessária a limiação de empo de funcionameno de um processo, moor elérico, lâmpada (minueria), forno elérico ec.. - circuio Limiar Gailho 2. R Q F.F. S R Saída (Vou) C Funcionameno: a) Inicialmene, com o capacior C descarregado, o nível Limiar esá abaixo de 2./, enão R =0. Com R = 0 o esado Q é manido (supondo Q = 1); b) Aplicando um pulso negaivo na enrada Gailho, emos S = 1 e Q = 0, corando o ransisor e permiindo que o capacior se carregue aravés do resisor R; c) Quando a ensão no capacior ulrapassa 2./, emos R = 1 e Q = 1. O ransisor enra em condução e descarrega o capacior. Com o capacior descarregado, emos a siuação inicial (S = 0, R = 0 e Q = 1). 4

5 Gailho 2. Vou τ - largura do pulso: J = 1,1. R. C 5

6 IV. PARE PRÁICA 1 CIRCUIO ASÁVEL 1. Ajusar o raço na ela do osciloscópio, de forma que o sinal do canal 1 ocupe a meade superior da ela do osciloscópio e o canal 2, a meade inferior: D 200us/ 1 100mV EXCURSÃO DO CANAL 1 1 0V (CANAL 1) EXCURSÃO DO CANAL 2 2 CH1 200mV/ figura 2 0V (CANAL 2) a) Se o menu do canal 1 não esiver sendo exibido, pressione a ecla do canal 1; b) No menu Canal, pressione Acoplameno; c) Coninue pressionando a ecla virual Acoplameno ou gire o boão de seleção para escolher erra (ou GND). Pressione o boão de seleção ; d) Ajuse o raço do canal1 (amarelo), conforme a figura 2. Esa é a posição de 0V do canal1 para medida de ensão (verical); e) Pressione a ecla virual Acoplameno e gire o boão de seleção para ajusar em DC. Pressione o boão de seleção ; f) Ajuse a pona de prova para 1X; g) Pressione a ecla do canal 2; h) No menu Canal, pressione Acoplameno; i) Coninue pressionando a ecla virual Acoplameno ou gire o boão de seleção para escolher erra (ou GND). Pressione o boão de seleção ; j) Ajuse o raço do canal2 (verde), conforme a figura 2. Esa é a posição de 0V do canal2 para medida de ensão (verical); k) Pressione a ecla virual Acoplameno e gire o boão de seleção para ajusar em DC. Pressione o boão de seleção ; l) Ajuse a pona de prova para 1X. D 1.0ms/ 100us/ V CH1 1 Acoplameno DC GND Limie Banda Desligar Pona prova 1X Filro digial 1/2 2 CH1 figura 100mV/ 5V/ 6

7 2. Inserir a placa EB-14 no rack PU-2000;. Localizar o circuio 555 na placa e monar o circuio asável. Uilizar R2 para RA, R para RB e C2 para C: = 5V RA = 4,7 kω (R2) RB = 2,2 kω (R4) C = 4,7 µf (C1) RA RB C IMER 555 DIS (descarga) OU H (limiar) R ri (disparo) figura 4 4. Conecar o canal 1 do osciloscópio na saída do CI 555. Conecar o canal 2 no erminal limiar/disparo. CANAL 2 (CH 2) R1 100kΩ R kω R2 4,7kΩ R4 2,2kΩ GND +PS-1 IMER 555 DIS (descarga) OU H (limiar) R ri (disparo) GND CANAL 1 (CH 1) C4 C1 C2 4,7µ F 0,01µ F figura 5 5. Ajuse da escala verical. Gire o boão V/div do canal 1 (boão maior amarelo na seção verical) no senido horário aé a leiura no cano inferior esquerdo do visor apresenar 2V/. Ajuse o canal 2 ambém para 2V/. Freq= Hz Vmax= 4,7V CH1 2V/ 5V/ CH1 CH2 2V/ 5V/ figura 6 6. Ajuse da escala horizonal. Gire o boão Horizonal grande (próximo ao opo do painel fronal do osciloscópio) para ajusar a escala horizonal de forma que na ela do osciloscópio seja apresenado pelo menos um ciclo do sinal medido. 7

8 D 1.0ms/ 5ms/ figura 7 - Conroles horizonais 7. Ajusar o osciloscópio para medidas auomáicas da ensão na enrada VIN, no canal 1, de Largura de pulso + (+Wid), Largura de pulso - (-Wid) e ensão de pico a pico (Vpp): a) Pressione a ecla Medição [Meas] no painel fronal; b) Selecionar o canal 1 como fone; c) Se a sofkey superior esiver roulada como 2/2 (menu 2 de 2); pressione essa sofkey para alernar para 1/2 (menu 1 de 2); d) Pressione a sofkey empo; em seguida, gire o boão Enrada para desacar Largura de pulso + (+Wid) e, em seguida, apere o boão Enrada para selecionar; e) Pressione novamene a sofkey empo; em seguida, gire o boão Enrada para desacar Largura de pulso - (-Wid) e, em seguida, apere o boão Enrada para selecionar; f) Pressione novamene a sofkey ensão; em seguida, gire o boão Enrada para desacar Vpp e, em seguida, apere o boão Enrada para selecionar; g) Pressione o menu On/Off para desligar o menu na ela. Enrada figura 8 8. Anoe as formas de onda, indicando os valores das ensões e o empo ou salve a figura e as medidas no pendrive : Ou Disparo 8

9 SALVAR FORMA DE ONDA Pora USB no painel fronal ecla Salvar/recuperar [Save/recall] a) Conece seu disposiivo de memória USB pessoal na pora USB do painel fronal do osciloscópio; b) Pressione a ecla Salvar/recuperar [Save/Recall] na seção Arquivo do painel fronal; c) Pressione a sofkey Armazenar; em seguida, gire o boão Enrada para desacar PNG e apere o boão Enrada para selecionar esse como o ipo de arquivo; d) Pressione a sofkey Exerno, para salvar os dados na unidade USB exerna; e) Pressione a sofkey Novo arq para criar um novo nome de arquivo. f) Pressione a sofkey Salvar para salvar esse arquivo de imagem. Isso salva a imagem (figura) que esava no visor do osciloscópio anes de você acessar ese menu; g) Pressione a ecla Ligar/Desligar Menu [Menu On/Off] no painel fronal para desligar o menu. Imporane: Ao desligar o osciloscópio após salvar ou recuperar dados de uma unidade USB exerna, aguarde pelo menos cinco segundos para que a ransferência dos dados ermine. 9. Alerar os valores de RA, RB e C. Anoar os respecivos valores de 1 e 2: 9.1. RA = 4,7 kω (R2) RB = kω (R) C = 0,01 µf (C2) 1 = 2 = RA = 4,7 kω (R2) RB = 2,2 kω (R4) C = 0,01 µf (C2) 1 = 2 = Vou RA = 100 kω (R1) RB = kω (R) C = 0,01 µf (C2) 1 = 2 = 10. Observar o efeio sobre o sinal de saída quando se liga a enrada RESE ao GND (0V). 11. Comparar valores práicos e eóricos. 9

10 V. PARE PRÁICA 2 CIRCUIO MONOESÁVEL 1. O circuio monoesável fornece um sinal elérico com largura definida J (J = 1,1. R. C). Para iniciar a geração dese sinal elérico é necessário aplicar um negaivo (0V) na enrada disparo. Para que ese pulso de disparo não afee a emporização, ese pulso de disparo deve ser de curíssima duração. Nese caso, uilizaremos um circuio RC (formado por R5 e C) denominado diferenciador para gerar ese pulso esreio. R1 100kΩ R R2 4,7kΩ R4 R5 C IMER 555 DIS (descarga) OU H (limiar) R ri (disparo) kω 2,2kΩ +PS-1 C4 C1 4,7µ F C2 0,01µ F E 1 Funcionameno do circuio diferenciador: 0 a) Com a chave E em nível alo (1), emos a seguine siuação: VE VR C R5 VC VE VC VS 2. VS 10

11 O capacior esá em paralelo com o resisor, fazendo com que o mesmo seja descarregado aravés do resisor. O capacior esará descarregado. A ensão na saída é a soma de VE () com VC (0V), resulando em VE = b) Comuando a chave E para nível baixo (0), emos a seguine siuação: + VE C VR R5 VC VE VC VS 2. VS Inicialmene, emos o capacior descarregado enão a ensão na saída é inicialmene igual a 0V. O capacior recebe carga aravés do resisor e a ensão na saída será igual ao do capacior, aingindo o valor. Criamos nese pono o pulso de disparo negaivo para o circuio monoesável. c) Comuando a chave E para nível alo (1), emos a seguine siuação: + VE VR C R5 VC VE VC VS 2. VS Com o capacior ainda carregado, a ensão na saída será a soma da ensão de enrada () com a ensão do capacior (), ou seja, na saída a ensão ainge 2.. O capacior esá novamene em paralelo com o resisor, fazendo com que o mesmo seja descarregado aravés do resisor. O capacior esará descarregado. A ensão na saída é a soma de VE () e VC (0V), resulando em VE = 11

12 2. Monar o circuio monoesável, uilizando R1 para R e C1 para C: = 5V R = 100 kω (R1) C = 4,7 µf (C1) E C R5 R1 C1 IMER 555 DIS (descarga) OU H (limiar) R ri (disparo) Ligações: R1 100kΩ R R2 4,7kΩ R4 IMER 555 DIS (descarga) OU H (limiar) R ri (disparo) GND CANAL 1 (CH 1) kω 2,2kΩ R5 +PS-1 C4 C1 C2 C 4,7µ F 0,01µ F E 1 0. Medida com o osciloscópio. O circuio monoesável gera um pulso de emporização, ese eveno ocorre uma só vez a cada disparo manual. Desa forma o osciloscópio deve regisrar ese único pulso, para esa siuação uiliza-se a função Single. Pressionado o boão Single, gerar o pulso de disparo (chave E deslocando de 1 para 0 ) do circuio. 12

13 Single 4. Anoe a ampliude da ensão do sinal de saída e a respeciva duração ou salve no pendrive : Ou 5. Comparar valores práicos e eóricos. 1