Post on 05-Aug-2015
1
PROIECTARE ASISTATĂ DE CALCULATOR
CIRCUITUL TEMPORIZATOR 555
STOICA GHEORGHE FLORIN GRUPA: 2126 SERIA: B
Cluj - Napoca 2011
2
CIRCUITUL TEMPORIZATOR 555
Un circuit integrat foarte popular este circuitul de temporizare 555, introdus in anul 1972
de către firma Sinegetics Corporation. Circuitul integrează toate componentele necesare realizării
de circuite basculante astabile şi monostabile. Circuitul poate fi utilizat în aplicaţii de
temporizare de precizie, generare de impulsuri, generare de întârzieri de timp, modularea
impulsurilor în durată, generare de semnal dinte de fierăstrău, etc. Circuitul 555 este produs de
mai mulţi fabricanţi atât in tehnologie bipolară cât şi în tehnologie CMOS. De exemplu, National
Semiconductors furnizează LM555 în tehnologie bipolară şi LMC555 în tehnologie CMOS.
Circuit basculant astabil cu circuitul 555
Figura următoare ilustrează utilizarea circuitului 555 pentru realizarea unui circuit
basculant astabil. Se observă conectarea împreună a intrărilor Prag (pinul 6) şi Declanşare (pinul
2), caz în care funcţionarea circuitului 555 de la această intrare comună la ieşire poate fi descrisă
printr-o caracteristică de transfer cu histerezis cu pragurile (1/3)Vcc , respectiv (2/3)Vcc.
3
Atunci când ne aflăm în starea în care vo=Voh, aceasta înseamnă că tranzistorul T este
blocat. Condensatorul C se încarcă exponenţial de la Vcc prin Ra şi Rb, cu constanta de timp
t=(Ra+Rb)C. Când tensiunea pe C ajunge la Valoarea (2/3)Vcc, comparatorul C1 comută punând
intrarea R a bistabilului RS în stare ridicată. Aceasta conduce atât la comutarea ieşirii la vo=Vol,
cât şi la intrarea în conducţie la saturaţie a tranzistorului. Putem aproxima că prin saturarea
tranzistorului punctul comun al rezistoarelor Ra şi Rb este conectat la masă. Condensatorul se
descarcă exponenţial prin Rb înspre zero cu constanta de timp td=RbC. Când Vc atinge valoarea
(1/3)Vcc comparatorul C2 comută punând intrarea S a bistabilului RS la o valoare ridicată.
Ieşirea comuta la valoare vo=Voh, tranzistorul se blocheaza, condensatorul începe să se încarce
prin Ra şi Rb de la Vcc, reluându-se întreg procesul.
Cronogramele circuitului basculant astabil sunt urmatoarele:
Intervalul necesar încărcării condensatorului de la (1/3)Vcc la (2/3)Vcc, Tî îl determinăm
din relaţia:
Intervalul necesar descărcării condensatorului de la (2/3)Vcc la (1/3)Vcc, Td rezultă:
4
Perioada semnalului generat este:
Factorul de umplere al semnalului dreptunghiular generat este:
De menţionat este că factorul de umplere este întotdeauna mai mare de 50%. Pentru a se
apropia de 50% Ra trebuie sa fie mult mai mică decat Rb, ceea ce va conduce la curent mare prin
tranzistor când acesta conduce (prin Ra de la Vcc).
Simularea CBA cu circuitul 555 cu ajutorul programului de simulare ORCAD:
Construcţia schemei electronice a circuitului în Orcad:
5
Menţionez faptul că in abordarea practică a schemei, rezistorul R va fi înlocuit cu un
rezistor de valoare 150 ohm înseriat cu un LED de culoare albastră.
Valoarea rezistorului înseriat cu LEDul este calculată în funcţie de caracteristicile
LEDului (curentul maxim si tensiunea tipică la care funcţionează), caracteristici menţionate în
tabelul urmator:
Înlocuind valorile din tabel în Legea lui Ohm rezultă valoarea rezistenţei rezistorului R:
6
Valorile rezistenţelor Ra şi Rb pot varia influenţând timpul de încărcare şi descărcare al
condensatorului C1, cu condiţia ca Ra sa fie mai mică decât Rb, motiv pentru care in abordarea
practică a circuitului am decis să aleg potenţiometre în locul rezistoarelor. Astfel, rezistorul Ra
va fi înlocuit cu un potenţiometru de valoare 500k, din acest potenţiometru putem varia timpul de
descărcare al condensatorului C1. Rezistorul Rb va fi înlocuit cu un potenţiometru de valoare
1 MEG din care se variază timpul de încărcare al condensatorului C1.
După analiza in timp a circuitului, cronogramele generate de simulator sunt urmatoarele:
În abordarea practică a circuitului vom observa că atunci când valoarea amplitudinii
semnalului dreptunghiular este maximă, adică aproape 9 V, LEDul va funcţiona, iar când
valoarea amplitudinii este 0V LEDul nu va funcţiona. În acest fel putem observa funcţionarea
circuitului temporizator 555.
Bibliografie:
- CIRCUITE ELECTRONICE – Gabriel Oltean, U.T.Pres, Cluj-Napoca, 2007
- www.datasheetcatalog.com