Introdução ao Estudo do Temporizador 555

1.0 – Introdução ao Estudo do Temporizador 555

Antes de nos dedicarmos As aplicações do temporizador 555 conti¬das neste livro, examinaremos o seu circuito e o seu funcionamento.

Este circuito de temporização se encontra acomodado, em una única pastilha e é encapsulado em invólucros do tipo TO 99 circulares de oito pinos, ou o DIP de 14 pinos (figura 1). A Signetics Corporation comer¬cializa este dispositivo com o nome de SE 555/NE 555, porém, desde seu lançamento, outros fabricantes têm produzido, e colocado no mercado suas próprias versões (tabela 1).

Tabela 1: Fabricantes do temporizador 555

Fabricante Especificação

Exar XR 555

Fairchild NE555

Intersil SE555/ME555

Lithic Systems LC555

Motorla MC1455/MC1555

National LM555/LM555C

Raytheeon RM555/RC555

RCA CA555/CA555C

Texas Instruments SN52555/SN72555

Ultimamente, várias companhias têm fabricado o temporizador duplo 556, que nada mais é do que dois 555 acomodados em uma única pastilha. A Teledyne, ao contrário das outras, denominou D555. Como podemos observar na tabela 1, a maior parte dos fabricantes produz dois tipos de temporizadores 555. Neste caso, o primeiro número especifica o tipo destinado a aplicações milita¬res. Suas características elétricas e térmicas são superiores aos seus corres¬pondentes comerciais. Esta convenção é análoga à aplicada às séries 5400 e 7400 dos circuitos integrados TTL.

O circuito do temporizador 555 poderá conter mais de 20 transistores, 15 resistores e dois diodos, dependendo do fabricante.

A titulo de comparação apresentamos os esquemas das versões dos circuitos temporizadores 555.

(1-A) - Tipo T do oito pinos (1-B) Tipo V do oito pinos

Figura 1 Tipos do lnvólucros do 555

Figura 2. O Temporizador duplo 556

Figura 3. Circuito equivalente do temporizador 555

Figura 4. Diagrama em blocos do 555

Encontramos no dataseet a relação das características elétricas do 555 (especifi-cações). Esses são os valores típicos de todos os tipos listados na ta¬bela 1. As suas curvas típicas de desempenho são reproduzidas na figu¬ra 5. Aqui, podemos observar o alto nível de precisão e estabilidade do 555. A precisão inicial da temporização em operação monoestável varia em torno de 1% do valor calculado e apresenta uma variação desprezível (0, 1 %/V) na tensão de alimentação. Portanto, as variações na alimenta¬ção por longos períodos de tempo poderão ser ignoradas e a variações de temperatura, desprezada (50 ppm/'C o equivalente a 0,005%/oC). Os circuitos estudados neste livro serão baseados no 555, sendo, que o 556 poderá ser usado ao necessitarmos de dois ou mais temporizadores.

Figura 5 - Curvas típicas do desempenho do temporizador 555

2 - Operação Monoestável.

Discutiremos os componentes e as conexões externas necessárias para que o 555 opere como um multivibrador monoestável.

OPERACAO

A figura 6 mostra um 555 conectado como um multivibrador mo¬noestável. No seu estado inicial, o flip flop de controle (figura 7) mantém o transistor Q1 saturado, isto é, curto circuito o capacitor exter¬no de temporização. Enquanto isso, a saía (pino 3) estará no referencial de terra ( 0(V)), portanto, no nível baixo. As tensões de polarização, 2/3 Vcc e 1/3 Vcc, são fornecidas pelo divisor de tensão, formado pelos resistores in¬ternos de 5k. Essas são as duas tensões limiares do comparador e, por¬tanto, responsáveis pela definição do intervalo de tempo de carga.

Figura 6- Multivibrador rnonoestável

Figura 7 - O Integrado 555 (Direitos reservados pela Zifft-Davis Publishi Company, 1973)

O comparador "inferior", estando polarizado em 1/3 Vcc, permane¬cendo em estado inicial enquanto a entrada de disparo (pino 2) for retida acima de 1/3 da tensão de fonte, Vcc. Sendo assim, somente um pulso des¬cendente poderá dispará lo. Nesse momento, ele inverterá o flip flop in¬terno que, cortando Q1, tirará o capacitor C do curto circuito e forçará a saída para o nível alto (aproximadamente igual a Vcc). O capacitor C co¬meçará a se carregar exponencialmente, tendendo para Vcc, através de Ra, segundo uma constante de tempo igual a RaC. Após um determinado período de tempo, a tensão do capacitor se igualará a 2/3 Vcc; o comparador "supe¬rior" inicializará (reset) o flip flop interno que, por sua vez, fará com que o Q1 se sature e curto circuito C novamente. A saída agora retoma ao seu estado inicial, isto é, ao referencial terra.

0 diagrama de pulsos em função do tempo do monoestável 555 é mostrado na figura 11. O circuito disparará quando ocorrer um pulso descendente, forçando o nível de tensão para um valor abaixo de 1/3 Vcc. Uma vez disparado, a saída permanecerá no nível alto até que o tempo estipulado tenha decorrido, indiferente a qualquer outro disparo neste in¬tervalo. Como a carga do capacitor externo obedece a uma função expo¬nencial dentro do intervalo de 0 a 2/3 Vcc, temos que:

V = Vcc, (1 e t/RaC)

2/3 Vcc = Vcc (1 e t/RaC)

Ou

t = RaC In(l/3)

Portanto, o período de tempo em que à saída estiver no nível alto será igual a:

t