Temporizadores e osciladores
O circuito de disparo único da folha de dados TI NE555: aperte START e a saída fica alta por um tempo fixo definido por um resistor e um capacitor, cerca de 1,1 s com 100 kΩ e 10 µF.
Visão geral do circuito
Clique em qualquer componente no esquema para ver seus parâmetros elétricos e função no circuito.
Esta é a figura 6-2 da folha de dados do temporizador 555 da Texas Instruments (SLFS022K), o modo monoestável, ou de disparo único. Um pulso baixo curto na entrada de disparo inicia um único pulso de saída cuja duração depende apenas de R1 e C1: tw = 1.1 × RA × C. Como os níveis de disparo e de limiar são frações fixas da alimentação, a duração do pulso não muda com a tensão de alimentação, desde que ela permaneça constante durante o pulso. A TI desenha apenas uma linha de entrada; aqui ela é acionada por um botão START com resistor de pull-up de 10 kΩ, e os valores RA = 100 kΩ e C = 10 µF dão um pulso de cerca de 1,1 s. Um capacitor de 10 nF no CONT e um desacoplamento de 100 nF na alimentação completam o circuito, este último conforme a recomendação da TI na seção de alimentação.
| Tensão de alimentação de operação | 4,5 V – 16 V (TI §7.3) |
|---|---|
| Duração do pulso | tw = 1.1 × RA × C ≈ 1,1 s com 100 kΩ e 10 µF (calculado) |
| Nível de disparo | 1/3 VCC; 1,67 V típico com VCC = 5 V (TI §5.5) |
| Nível de limiar | 2/3 VCC; 3,3 V típico com VCC = 5 V (TI §5.5) |
| Sensibilidade da temporização à alimentação | 0,1 %/V típico, 0,5 %/V máximo, monoestável (TI §5.6) |
| Coeficiente de temperatura da temporização | 50 ppm/°C típico, monoestável (TI §5.6) |
| Corrente de saída | ±200 mA recomendado (TI §5.3) |
Entre os pulsos OUT (pino 3) fica em nível baixo e o transistor de descarga em DISCH (pino 7) conduz e mantém C1 perto de 0 V. R2 mantém TRIG (pino 2) em VCC. RESET (pino 4) está ligado ao VCC, porque um nível baixo em RESET tem prioridade sobre tudo.
Apertar START puxa TRIG abaixo do nível de disparo, um terço de VCC (1,67 V típicos com VCC = 5 V). O flip-flop interno é setado: OUT vai para nível alto e o transistor de descarga corta, então C1 pode carregar.
C1 carrega através de R1 em direção ao VCC:
VC(t) = VCC(1 - e^(-t/(RA C)))O pulso termina quando V_C atinge o limiar de dois terços de VCC, o que acontece após ln 3 ≈ 1,1 constante de tempo:
tw = RA C ln 3 ≈ 1.1 × RA C = 1.1 × 100 kΩ × 10\,µF = 1.1 sOs dois níveis são proporcionais ao VCC, então a duração do pulso não depende da tensão de alimentação enquanto ela for constante. A TI indica para este modo uma sensibilidade à alimentação de 0,1 %/V típica.
No limiar o flip-flop é resetado: OUT vai para nível baixo e o transistor de descarga conduz e esvazia C1, pronto para o próximo disparo. A TI observa que a sequência só termina se TRIG estiver em nível alto por pelo menos 10 µs antes do fim do intervalo; se START continuar apertado, OUT fica alto até ser solto.
OUT pode fornecer ou absorver até 200 mA, o suficiente para um LED com resistor em série, um relé pequeno com diodo de roda livre ou uma entrada lógica.
Duração do pulso de saída (TI §6.3.1).
| Símbolo | Parâmetro | Valor típico |
|---|---|---|
| RA | Resistor de temporização | 100kΩ |
| C | Capacitor de temporização | 10µF |
| tw | Duração do pulso (calculada) | 1.1s |
C1 carrega em direção ao VCC; o pulso termina quando V_C atinge 2/3 VCC, em t = ln 3 · RA·C.
| Símbolo | Parâmetro | Valor típico |
|---|---|---|
| VCC | Tensão de alimentação | 5V |
| RA C | Constante de tempo | 1s |
Todas as peças necessárias para montar este circuito. Selecione uma referência para inspecioná-la no esquema.
| Ref. | Componente | Valor | Encapsulamento | Função no circuito | Referência |
|---|---|---|---|---|---|
| Temporizador de precisão TI NE555P; outras variantes do 555 exigem conferir a própria alimentação e saída. | NE555P | PDIP-8 | Temporizador monoestável | Temporizador de precisão: pinagem e folha de dados | |
| Resistor fixo | 100kΩ | Axial 1/4 W | Resistor de temporização RA | — | |
| Capacitor eletrolítico de alumínio De baixa fuga; + no THRES/DISCH; tensão nominal acima de VCC. | 10µF | Radial | Capacitor de temporização | — | |
| Capacitor cerâmico | 10nF | 0805 / radial | Desacoplamento do CONT | — | |
| Capacitor cerâmico Perto dos pinos 8 e 1. | 100nF | 0805 / radial | Desacoplamento da alimentação | — | |
| Resistor fixo | 10kΩ | Axial 1/4 W | Pull-up do TRIG | — | |
| Chave táctil | START | SMD / THT | Disparo | — |
Armadilhas encontradas em montagens reais, com a solução de cada uma.
O pulso só termina se TRIG estiver alto por pelo menos 10 µs antes do fim do intervalo. Se START for mantido apertado por mais tempo que tw, OUT fica alto até ser solto.
Mantenha o disparo mais curto que o pulso. Se a entrada puder ficar baixa por muito tempo, acople-a por um capacitor pequeno para que só a borda de descida chegue ao TRIG.
Perto do limiar só entra em C1 (VCC − 2/3 VCC)/RA, cerca de 17 µA com 100 kΩ a 5 V (calculado). Um eletrolítico com muita fuga consome uma parte considerável dessa corrente, alonga o pulso e, com RA muito grande, pode nunca atingir o limiar.
Mantenha RA na faixa de 2 kΩ – 100 kΩ que a TI usa em suas especificações de temporização e aumente o tempo com C, usando um capacitor de baixa fuga; use capacitores de filme para pulsos curtos e precisos.
O CONT carrega o limiar interno. Se ficar aberto, o ruído acoplado desloca o limiar e a duração do pulso oscila.
Desacople o CONT para o terra com um capacitor pequeno (aqui 10 nF), como a TI desenha na figura 6-2.
RESET é ativo em nível baixo e tem prioridade sobre o disparo. Flutuando, pode captar ruído e encerrar ou bloquear pulsos.
Ligue RESET ao VCC como no esquema, ou controle-o pela lógica se o pulso precisar ser cancelado.
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