Eu explicarei como o CI (circuito integrado) 555 funciona e o que você pode fazer com isto. Este é um dos componentes mais úteis que você pode usar em seus projetos pessoais.
Como funciona?
Aqui esta o diagrama do chip:
Os resistores têm 5kΩ cada um por isso é chamado de 555, também tem dois comparadores e um flip-flop SR como principais componentes. Na figura abaixo, tem-se o interior do circuito. O 555 opera em três modos básico: astável, monoestável e biestável.
Pinos do 555
- Pino 1: Terra.
- Pino 2: Gatilho, usado para ajustar a saída do flip-flop para “ALTO” quando é aplicado uma tensão igual ou menor que um terço da tensão de alimentação ou um pulso negativo.
- Pino 3: A saída do chip conectada no Q do flip-flop.
- Pino 4: Reset, usado para resetar o flip-flop, o chip para de funcionar se for aterrado.
- Pino 5: Controle de tensão, conectado com a entrada inversora do comparador com 2/3 da tensão de alimentação. Usado para mudar a largura do sinal na saída.
- Pino 6: Threshold é conectado a entrada não inversora do comparador. Se a tensão é igual ou maior que 2/3 da tensão de alimentação, então Q (Pino 3) vai ser “BAIXO”.
- Pino 7: Descarga, é usado para descarregar um capacitor externo.
- Pino 8: Pino de alimentação.
Principais circuitos 555
- Monoestável:
Quando o pino do gatilho (Pino 2) esta no nível alto, o pino de descarga (Pino 7) drena a corrente para o terra e C não pode ser carregado. Quando o pino do gatilho (Pino 2) é ajustado para “BAIXO”, o transistor de descarga para o fluxo para o terra, C é carregado, enquanto a tensão estiver abaixo de 2/3 da tensão de alimentação, o pino de threshold (Pino 6) é “BAIXO” e a saída é “ALTO”. Quando a tensão do capacitor alcançar 2/3 da tensão de alimentação, o pino de threshold (Pino 6) comuta a saída. A largura da saída depende de capacitor e do resistor conectados nos pinos 8, 6 e 7 e tem a fórmula abaixo:
T=1.1\times R\times C
T = tempo em segundos;
R = resistência em Ω;
C = capacitância em farads.
- Astável:
Neste modo, a saída emite um sinal oscilante em onda quadrada. O pino do gatilho (Pino 2) é conectado com o pino de threshold (Pino 6). Quando os pinos 2 e 6 estão “BAIXO”, a saída é “ALTO”, a corrente vai fluir pelo R1 e R2 porque o pino de descarga (Pino 7) é “BAIXO”, então o capacitor vai ser carregado. Quando a tensão no capacitor alcançar 2/3 da tensão de alimentação, os pinos 2 e 6 ficam “ALTO”, a saída é “BAIXO” e o pino 7 é “ALTO”, portanto o capacitor é descarregado. Depois de alcançar 1/3 da tensão de alimentação, o pino 2 desliga o transistor de descarga, o saída é “ALTO” e o ciclo continua. A frequência de oscilação depende do capacitor e dos resistores, aqui esta a fórmula:
f=\frac{1.44}{\left [ \left ( R1+2\cdot R2 \right ) \times C\right ]}
Um astável 555 pode ter duty cicles entre 50% e 100%, duty cicle determinam quanto tempo a saída vai ficar “ALTO” e quanto vai ficar “BAIXO”, esta é a equação para calcular o tempo de saída no estado “ALTO”:
t_{h}=0.693 \cdot C ( R1 + R2 )
Tempo na saída com o estado “BAIXO”:
t_{l}=0.693 \cdot R2 \cdot C
- Biestável:
No modo biestável, o circuito 555 tem 2 entradas, quando o interruptor 1 (Switch1) está fechado a saída fica em “BAIXO” e quando o interruptor 2 (Switch2) é fechado a saída fica em “ALTO”. Se ambos ficarem fechados, a saída é “BAIXO”.
Aplicações
Muitos projetos podem ser feitos com 555, aqui estão alguns exemplos:
- Sensores resistivos (troque um resistor em um astável por um LDR ou NTC/PTC);
- Moduladores para sistemas de comunicação;
- VCO;
- Controle de servomotores;
- Metronômos;
- Timers;
- Alarmes;
- Etc.
