Este relatório descreve dois experimentos realizados com o circuito integrado temporizador 555 configurado em modo monoestável e astável. No primeiro experimento, mediram-se os tempos de saída para diferentes combinações de resistores e capacitores em modo monoestável. No segundo experimento, analisou-se o comportamento do circuito em modo astável, medindo as frequências de saída para diferentes valores de resistor e analisando os formas de onda nos pinos 3 e 6.

1. A R C I P B. 0 9 _ 1 2 R I C A R D O A N T U N E S E X AV I E R
PEREIRA.
R E L ATÓ R IO D E
C O N TRO L O
I N D Ú STR I A L
TRABALHOS EXPRIMENTA IS COM 555
MONOESTÁVEL E ASTÁVEL
ATEC- ACADEMIA DE FORMAÇÃO
19-12-2012

2. I N T ROD U Ç Ã O
Estes trabalhos experimentais foram realizados no âmbito da UFCD de Controlo Industrial
1, do curso de Automação, Robótica e Controlo industrial. Ambos os trabalhos práticos foram
realizados com o âmbito de aperfeiçoar as técnicas de trabalho com componentes
frequentemente usados na indústria, mais propriamente o temporizador 555.
Este componente é muito usado para temporizar acções electrónicas (avisos sonoros,
luminosos ou mesmo até acções físicas por meio de relés ou outros sistemas). Os trabalhos são
então como meio de melhor compreensão do componente. O timer 555 tem então três modos :
Monoestável ,Astável e Biestável.
Modo monoestável: Nesta configuração, o CI 555 funciona como um disparador. As uas
aplicações incluem temporizadores, detectores de pulso, chaves imunes a ruído, interruptores de
toque e entre outras aplicações do género.
Modo astável: O CI 555 opera como um oscilador. Os seus usos incluem pisca-pisca de
LED´s, geradores de pulso, relógios, geradores de som, alarmes de segurança e entre outras
aplicações.
Modo biestável: O CI 555 pode operar como um flip-flop, se o pino DIS não for ligado e
se não for utilizado o condensador. As aplicações incluem interruptores imunes a ruído e entre
outras aplicações possíveis implementar com um flip-flop.
Como curiosidade: O nome "555" foi adotado ao fato de que existe uma rede interna
(divisor de tensão) de três resistências de 5k (1K=1000) ohms que servem de referência de
tensão para os comparadores do circuito integrado.
Nas experiencias realizadas , apenas foram abordados dois dos modos de funcionamento
deste integrado, o modo Monoestável e o modo Astável.
Ilustração 1- Esquema interno do timer 555
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3. T R A BA L H O L A B O R A TO R I A L N º 1 – V I B R A D OR M ON O E S T Á V E L
1. Objetivos
Estudar o comportamento do circuito integrado 555 como temporizador
Verificar o funcionamento da entrada de disparo [pino 2] de reset [pino 4]
2. Instrumentação, material necessário
1 Resistência de 1KΩ;1/4W
1 Resistência de 4,7KΩ;1/4W
1 Resistência de 10 KΩ;1/4W
1 Resistência de 47 KΩ;1/4W
1 Resistência de 100 KΩ;1/4W
1 Resistência de 1 MΩ;1/4W
1 Condensador de 1nF
1 Condensador de 10nF
1 Condensador de 1µF
1 C.I. 555
1 Led vermelho de 5mm
1 Fonte de Alimentação variável
1 Multímetro
1 Osciloscópio
1 Breadboard
1 Folha de dados do C.I. 555(www-us.semiconductors.phillips.com)
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4. 3. Esquema experimental
V1
5V
+V
R3 R2 R1
1k 1k 1k
U1
555
Gnd Vcc
Trg Dis
Out Thr
Rst Ctl R4
1k
C1 C2
1uF 10nF
D1
Reset Trig LED1
Ilustração 2- Esquema do cricuito 55 monoestável
4. Procedimento
a. Monte o esquema experimental nº1. Faça Ucc=5V. Ligue o pino 4 a
+5V e o pino 2 a um pulsador com 0V e 5V na saída.
b. Fazendo com que a resistência R e o condensador C assumam os valores
da tabela que se segue, meça o intervalo de tempo em que o Led está
acesso após o pulsador ligado á entrada 2 ter sido rapidamente premido e
solto( impulso 5V;0V;5V). Verifique que :
R 100kΩ 330kΩ 10mΩ 100kΩ
C 10uf 10uf 1uf 100uf
∆t medido 1,4s 3,8s 10,5s 11,5s
∆t teórico 1,100s 3,630s 11,00s 11,00s
c. Faça R=330KΩ e C=10µF. Prima o pulsador durante pelo menos 5
segundos. O que observa no led? Repita este procedimento várias vezes e
referencie no tempo a saída relativamente ao impulso dado no pino 2
(disparo).
4

5. Premindo então o pulsador Trig (botão de pressão), durante no
mínimo 5 segundos, o led fica ligado os 5 segundos pressionados e ainda
lhe acrescenta o tempo de cerca de 3,8 segundos do dimensionamento da
resistência e do condensador colocados. Isto deve-se ao descarregar do
condensador C1=10uf.
d. Faça R=1MΩ e C=0,1µF. Accione o botão tão rapidamente quanto possível.
Que observa? Repare que esta combinação conduz a um impulso de saída
com a duração de 0,11s.
Quando premido o pushbutton , o led acende por um período de
quase 0,1s , logo , é quase imperceptível ao olho humano. Podemos
então concluir que com estes valores de R e C , conseguimos um
período muito pequeno para que o led se acenda.
e. Faça R=10MΩ e C=1µF. Ligue o pino 4 a um pulsador com saída de 0V e
5V. Accione o botão tão rapidamente quanto possível. Esta combinação
conduz a um impulso de saída com a duração de 11s. De seguida, e durante o
nível alto de saída active o pino 4 com 0V. Que se pode constatar?
O circuito temporiza normalmente, mas assim que se pressiona o
pushbutton ligado ao pino 4 (reset), o timer para automaticamente e fica
pronto para se poder voltar a usar o trigger normalmente, mas sempre
que este se encontra a temporizar, podemos usar o pino 4 para resetar o
circuito
P RO J E TO
1. Dimensione um circuito temporizador com o circuito integrado 555 que produza um
impulso de 10s.
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6. V1
5V
+V
R3 R2 R1
1k 1k
19,342k
U1
555
Gnd Vcc
Trg Dis
Out Thr
Rst Ctl R4
1k
C1 C2
10nF
470uF D1
Reset Trig LED1
Ilustração3- Projetodimensionado
Dados:
Formula:
Cálculo:
2. O circuito que se segue é um timer (temporizador) que poderá ligar ou desligar um
aparelho. A gama de regulações varia entre alguns segundos até cerca de 15 minutos,
contudo com uma simples alteração poder-se-á alterar facilmente esta gama de valores
para os mais apropriados em aplicação futura. Analise o temporizador analiticamente,
implementando-o, de seguida, em placa de ligações para verificação do seu
funcionamento.
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7. O Circuito implementado possuí 2 interruptores, um deles ligado ao
trigger (coloca em funcionamento o 555) e outro ligado ao reset (faz reset
ao circuito, deixa de funcionar a temporização).O pino 5 levar uma
resistência em vez do condensador, para tornar o circuito mais estável. O
Transístor foi colocado no circuito também com a intenção de manter a
corrente e tensão necessárias para atracar o relé a quase 100% .Foi
também colocado um díodo na alimentação do relé , este chamado de
díodo de free wheely que serve como protecção a todo o circuito
agregado ao relé (cargas no sentido inverso).
C ON C L U S Ã O
Podemos então concluir que o circuito 555 em modo monoestável permite gerar
temporizações, de valor bem definido, com base num sinal de “disparo” externo (Trigger). O
valor da temporização gerada não depende do VCC e pode ser obtido a partir do cálculo do
tempo de carga do condensador entre as tensões de 0 e 2VCC/3 que vale aproximadamente:
T=1.1xRC. Notamos também que o valor da temporização não é alterado mesmo que durante
esse intervalo de tempo apareçam novos sinais de disparo (assume-se que a amplitude destes
sinais no pino “Trigger” são sempre inferiores a VCC).
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8. T R A BA L H O L A B O R A TO R I A L N º 2 – V I B R A D O R A S TAV E L
1. Objectivos
Estudar o comportamento do circuito integrado 555 como temporizador
Verificar o funcionamento da entrada de disparo (pino 2) de reset (pino 4)
2. Material Utilizado e Instrumentação
1 Resistência de 1KΩ;1/4W
1 Resistência de 4,7KΩ;1/4W
1 Resistência de 10 KΩ;1/4W
1 Resistência de 47 KΩ;1/4W
1 Resistência de 100 KΩ;1/4W
1 Resistência de 1 MΩ;1/4W
1 Condensador de 1nF
1 Condensador de 10nF
1 Condensador de 1µF
1 C.I. 555
1 Led vermelho de 5mm
1 Fonte de Alimentação variável
1 Multímetro
1 Osciloscópio
1 Breadboard
1 Folha de dados do C.I. 555(www-us.semiconductors.phillips.com)
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9. 3. Esquema experimental
V1
5V
+V
R1 U1
1k 555
Gnd Vcc
Trg Dis
Out Thr
Rst Ctl
R2
1k
C1 C2
1uF 1uF
Ilustração 4- Montagem do circuito astável
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10. 4. Procedimentos
a. Monte o esquema experimental nº1. Faça Vcc=5V. Com o osciloscópio em DC
registe as ondas de saída (pino 3), e as do pino 6 (limiar) e as suas frequências.
Ilustração 5- Sinal medido no pino 3 e 6
Frequências:
Pino 6 – Período = 2,2ms = 0,454KHz
Pino 3 – Período = 2,1ms= 0,476KHz
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11. b. Altere o valor do condensador para C=1nF. Meça e registe a frequência da onda
de saída.
Ilustração 6- Medição da onda de saída para C=1nf
Frequência:
Pino 3 – Período = 2,2ms = 0,454KHz
c. Para cada um dos valores indicados na tabela para R2 meça e registe a
frequência da onda de saída. Compare os valores obtidos com os dados pela
expressão algébrica da frequência.
R2 4,7KΩ 10KΩ 47KΩ 100KΩ
f(medido) 104,16Hz 66,66Hz 14,28Hz 6,25Hz
f(teórico) 138,75Hz 68,71Hz 15,18Hz 7,19Hz
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12. d. Faça R2 = 100KΩ e C = 10nF. Estabeleça a razão entre o tempo no estado alto
tH e o período (dutycycle).
D.C.=tH/T
Verifique que:
tH=0,693.(Ra+Rb).C2
tH= 6,99ms
T= 13ms
D.C.=5,38%
Lido=7%
e. Faça R1=100KΩ e R2=47 KΩ. Meça o período e estabeleça a razão entre o
tempo no estado alto e o período.
tH= 101,87ms
T=14ms
D.C.=7,27%
Lido=11%
f. Altere a alimentação Vcc para 15V e repita a alínea anterior.
tH=101,87ms
T=14ms
D.C.=7,27%
Lido=11%
Aqui manteve-se o período e o dutycycle , apenas se alterou a onda de
saída , esta aumentou o seu valor pois a tensão aplicada na entrada foi
superior a aplicada anteriormente.
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13. g. Coloque entre o pino 5 e a massa uma resistência de 33 KΩ. Estabeleça a razão
tH/T – (dutycycle).
tH=101,87ms
T=12ms
D.C.= 8,489%
Lido = 9%
5. Análise e interpretação de resultados
a. Para cada uma das situações das alíneas 1 e 2, calcule a frequência e compare
com as medidas.
Alínea 1 – T=1/f = 2,1ms
Alínea 2 – T =1/f = 2,2ms
Frequências iguais em ambas as alíneas anteriormente calculadas.
b. Relacione as formas de onda obtidas no pino 3 e no pino 6. Verifique qual o
valor máximo e mínimo atingido por cada uma. Que pode constatar.
Concluímos que o pino 6 é uma onda triangular em serra , porque o
pino 6 representa o carregar e descarregar do condensador. No pino 3
obtivemos uma onda quadrada com maior amplitude que no pino 6 ,
concluindo que a onda é amplificada.
c. Explique o efeito observado na alínea g pela inserção da resistência de 33 KΩ.
A resistência de 33kΩ fez com que o Dutycycle aumentasse e também
a temporização do oscilador astável 555.
d. Se através de um condensador aplicar ao pino 5 uma onda quadrada, que se
pode verificar na saída? Implemente esta alínea na breadboard para verificar o
sinal de saída.
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14. A alínea foi implementada na breadboard e verificamos que a onda
quadrada inserida no pino 5 , na saída foi apenas amplificada
ligeiramente , mas não houve qualquer alteração na onda quadrada
P RO J E C T O
6. Dimensione um circuito capaz de produzir uma onda quadrada de frequência 10KHz.
Dados:
Cálculos:
Conclusão:
Podemos então concluir que para podermos ter um circuito estável,
teríamos de diminuir o condensador para 10nf , isso ia fazer com que as
resistências , obtendo valores superiores a 1kΩ, sendo então esses os
valores ideias. Concluímos também que 50% de dutycycle são muito
difíceis de obter e que a partir de 50% conseguimos valores para
dimensionamentos muito melhores.
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15. Esquema da implementação:
V1
5V
+V
R1 U1
5,77k 555
Gnd Vcc
Trg Dis
Out Thr
Rst Ctl
R2
2,88k
C1 C2
10nF 1uF
7. O circuito que se segue é um simulador de alarme para automóvel. A descrição do
circuito é apresentada a seguir.
Este tipo de circuito funciona apenas quando se desliga a ignição do
carro pois funciona com a bateria do carro e não com o alternador. Dos
dois díodos que estão representados no esquema um deles representa
quando a igniçãoesta desligada. Mesmo que o C.I. não tenha alimentação
própria (Vcc) este funciona pois esta sempre com um dos diodos a
receber tensão que por sua vez o injectam no trigger, logo dando o
disparo e por consequência este dar o disparo para que tenhamos sinal na
saída. O circuito foi implementado na prática e observamos que o led
piscava como se fosse a luz interna do carro quando ligamos á ignição.
C ON C L U S Ã O
Podemos então concluir que o circuito astável para o timer 555 , serve como um oscilador.
Este tipo de circuito funciona como um gerador de clock , e consoante o condensador e
resistências dimensionadas, conseguimos controlar a frequência no seu output (pin3) e apartir
disso podemos também obter Dutycycles diferentes.
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