O CIRCUITO INTEGRADO: PROPRIEDADES E APLICAÇÕES

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CIRCUITO INTEGRADO 555: PROPRIEDADES E APLICAÇÕES

Gabriel Filipe Totene, Rafael de Oliveira Chang, Henrique Romário e Leonardo Fernandes

Neste trabalho serão apresentados os conceitos básicos do CI 555, e suas aplicações como no caso dos circuitos PWM e Geradores de rampa e onda dente de serra, serão apresentados também as propriedades destes circuitos. Para isso foi utilizado um simulador de circuitos (Protheus) para as medições das grandezas necessárias para o estudo das propriedades dos circuitos, possibilitando uma análise dos resultados. Com tais resultados foi possível perceber o funcionamento do CI 555 e comprovar na experiência “prática” que a teoria se comprova, enfim pode se concluir que o Circuito na configuração monoestável pode se obter um gerador de rampa e na configuração astável um gerador de ondas dente de serra, foi possível concluir também que a influência do capacitor no circuitos geradores funciona como um filtro, ou seja, quanto menor a capacitância  mais limpa será minha onda.

INTRODUÇÃO

O circuito CI 555 é um Circuito Integrado que foi desenvolvido originalmente para servir como um oscilador e timer com um uso geral. Ele foi criado pelo engenheiro Hans Camenzind em 1970, e mesmo passados 50 anos da sua criação, pouco se mudou na composição deste circuito.

Existem teorias dizendo que a sua identificação como 555 é feita por causa do divisor de tensão interno que ele possui, que tem três resistores com 5.000 Ohms cada.

Devido à grande versatilidade deste componente, foram e ainda são criadas incontáveis aplicações com ele. Entre essas diversas aplicações, podemos citar algumas: Modulador por largura de pulso, oscilador intermitente, inversor, sensor Fotoelétrico, Metrônomo/Pisca-Pisca, Divisor de Frequência, Oscilador de Áudio Básico, Temporizador Duplo, Oscilador Modulado em Frequência, Detector de Ausência de Pulso, Gerador/Emissor de pulso e outros

Este componente possui uma série de oito terminais, sendo dispostos quatro de cada lado. A identificação dos terminais é feita no sentido anti-horário, mas depende da posição da parte chanfrada do CI 555.

Assim como nos outros Circuitos Integrados, a parte chanfrada é o ponto de partida para a identificação dos terminais, no caso do CI 555 ela normalmente fica para cima ou para a esquerda. E a partir da área chanfrada, é feita a identificação dos oito pinos, conforme a imagem abaixo.

Figura 1 – Datasheet do CI 555

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Fonte: Elaboração própria

Características: Possui uma faixa de tensão de alimentação entre 1,5 e 18 V; A sua corrente de Limiar típica é de 30 nA; tem um baixo consumo de corrente

A sua tensão de Reset típica é de 0,7 V; tem uma dissipação máxima de aproximadamente 500 mW; O valor máximo para a sua corrente de saída é 200 mA.

Modos de operação:

Biestável: Como o próprio nome indica, existem dois estados estáveis. Essa configuração faz com que ao receber um sinal de disparo em sua entrada, ele gera um sinal de resposta em sua saída, obtendo um resultado com nível lógico baixo ou alto na saída.

Por exemplo, quando a entrada (TRIGGER) estiver em estado baixo, a resposta na saída será um nível lógico alto. Porém, o RESET faz que o estado da saída reverta para o estado baixo.

Essa configuração é usada quando é preciso inverter um sinal após o acionamento, fazendo com que o biestável reinicie quando for necessário.

Monoestável: Como o próprio nome também indica, existe apenas um estado estável. Esta configuração também faz com que ao receber um sinal de disparo em sua entrada, seja gerado um sinal de resposta em sua saída.

Porém, o estado estável dessa configuração é a saída desligada, ou seja, enquanto não houver um sinal da sua entrada ele permanece num nível lógico baixo. Quando tem um sinal de disparo na entrada, a saída reverte para o nível lógico alto durante um tempo, voltando para o zero quando esse tempo acabar.

Esta configuração tem um uso muito bem exemplificado em um circuito de acendimento e desligamento automático de lâmpadas, com um certo tempo de consideração.

Astável: O significado de astável é não possuir um estado estável. Essa configuração gera uma onda quadrada, pois a saída fica alternando o estado entre alto e baixo repetidamente, sem que o usuário precise intervir.

Esta configuração é usada quando é necessária uma alternância entre o estado ligado e desligado. Piscar LEDs ou lâmpadas é um bom exemplo do seu uso [1].

PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL

Prática I: CI 555_1 Monoastável e Astável

Para realização da prática foi utilizado o conteúdo disponibilizado pelo professor no moodle, seguiu-se todas as instruções dadas pelo mesmo, para que assim fosse possível compreender a prática. Realizou-se um estudo sobre CI 555 monoastável e astável.  Pesquisou-se sobre o assunto e foram assistidos vídeos disponibilizados pelo professor. Para início de prática foi montado o circuito da figura 1.

Figura 2: CI 555 na configuração astável.

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Fonte: Roteiro de prática.

Após montado o circuito foi ligado a fonte para energizar o circuito, conectou-se o canal 1 do osciloscópio em paralelo com o capacitor C4 e o canal do CI no pino 3, comparou-se os sinais de entrada e saída, assim trocou-se os componentes de acordo com o pedido na pratica e assim mediu-se no osciloscópio os tempos de alto/baixo. Foi discutido com os colegas e explicado o funcionamento do circuito oscilador astável com base em seu circuito interno, dando sequência montou-se o circuito representado na figura 2.

Figura 3: CI 555 na configuração monoastável

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Fonte: Roteiro de prática.

Após montagem da figura 2, foi ligada a fonte para energizar o circuito, deu-se um pulso na chave S e cronometrou-se o tempo, assim preenchendo o com os dados que foram solicitados, foi feito os mesmos passos para R2 e C1 de acordo com os valores fornecidos, assim foi explicado o funcionamento do circuito oscilador monoastável. Assim os resultados observados foram anotados, montados os gráficos foram discutidos todos os resultados obtidos durante a prática e comparado os valores com a teoria.