Laborator aplicat ED

Lucrarea 2 – Multivibrator Astabil cu 555

Tema proiectului

Ne propunem realizare unui multivibrator astabil cu ajutorul circuitului integrat LM7555.

Caracteristici: Mod de funcţionare astabil Ieşite vizibilă pe un LED Ieşire pe un conector cu 3 pini, de la care putem în

acelaşi timp să şi alimentăm, dar să şi dăm un semnal de clock

Alimentare de la USB 2 frecvenţe de lucru

O frecvenţă suficient de mare pentru a observa forma de undă pe osciloscop ( > 100Hz )

O frecvenţă destul de mică pentru a observa cu ochiul liber comportamentul circuitului “clock-uit “

Materiale necesare

LM555 Rezistenţă 220 Rezistenţă 3k Rezistenţă 3k9 Condensator 10μ 2x Condensator 10n Switch 3 intrari Mufă OUT LED (orice culoare ) Placă de test 18 x 24 găuri Mufă USB (pentru alimentre)

Poză componente

Schema electrică

Poză circuit – față

Poză circuit - spate

Circuitul integrat 555

Schema internă

Schema simplificată

Ce reprezintă pinii?

Nr. Nume Scop

1 GND Gnd (0V)

2 TR Trigger – un impuls scurt H-> L porneşte timerul ( by default, pragul este de 1/3 Vcc )

3 Q Ieşire – pe durata de timp dată, ieşirea este la Vcc

4 RReset – dacă primeşte 0 V, este întrerupt procesul ( output-ul este pus pe 0 imediat( aprox 5micro s )

5 CV Control voltage – permite accesul la divizorul de tensiune intern ( 2/3 Vcc )

6 THR Threshold – pragul la care se termină intervalul ( 2/3 Vcc )

7 DIS Discharge – este conectat la condensatorul care va da timpul

8 V+, VCC Voltage - Vcc

Pentru modul astabil: Pini de intrare / ieşire

1 (GND) – legat la masă - referinţă

8 (Vcc) – legat la Vcc - alimentare

3 (Q) – legat la out-put – aici vom avea forma de undă

7 (DIS) – legat între R1 şi R2 (C1 se va descărca prin R2); conduce la masă cât timp out-ul este pe 0

Pini folosiţi “ca best practice”

4 (R) – legat la Vcc (nu folosim funcţia de Reset, dar este un mod de “bună practică” ca R să fie pus la Vcc pentru a evita “reseturi false” (0 înseamnă reset)

5 (CV) – legat la Gnd printr-un condensator cu rol de filtrare

Ca şi în cazul lui R, nu folosim funcţia de Control al Voltajului, dar este recomandat să îl punem la masă printr-un condensator de 10nF (pentru că reprezintă o intrare pentru un compartor, deci vrem să îl protejăm de interferenţe)

Ceilalţi pini

7 (DIS) – legat între R1 şi R2 (C1 se va descărca prin R2); conduce la masă cât timp out-ul este pe 0 (pentru că este dus la masă printr-un tranzistor comandat din Q negat)

2 (TR) – Trigger – realizează comutarea în momentul în care ajunge la sub 1/3 din Vcc (îl folosim pentru a opri descărcarea lui C1) – este conectat la un comparator cu cealaltă intrare la 1/3 Vcc (divizor de tensiune intern)

6 – (Threshold) – în momentul în care ajungem la 2/3 din Vcc, are un efect de Reset (îl folosim pentru a opri încărcarea lui C1) - este conectat la un comparator cu cealaltă intrare la 2/3 Vcc (divizor de tensiune intern)

Schemă astabil cu reprezentarea internă a 555-ului

Cum funcţionează Latchu-ul S/R?

Are 2 ieşiri : Q Q negat

Când pe intrarea de Set se primeşte 1, Q devine 1 şi rămâne 1 chiar dacă Set trece pe 0 ( de aceea este numit bistabil, pentru că îşi menţine starea de ieşire )

Când pe intrarea de Reset primeşte 1, Q devine 0 şi rămâne pe 0 chiar dacă Reset trece pe 0 ( la fel )

Schemă finală

Mod functionare1) Încărcare:

1) 3 este pe HIGH ( 1 / Vcc)

2) C1 se încarcă prin R1 şi prin R2

3) Când C1 ajunge la 2/3 din Vcc, are loc un reset prin pinul 6 ( TR )

4) => 1) C1 este dus la masa prin pin-ul 7 (DIS ) ( pentru că Q negat este pe 1 )

2) 3 este pe LOW ( 0 / GND )

2) Descărcare:1) 3 este pe HIGH ( 1 / Vcc)

2) C1 se descarcă prin R2

3) Când C1 ajunge la 1/3 din Vcc, are loc un reset prin pinul 2 ( THR )

4) => 1) 3 este pe HIGH ( 1 / Vcc)

2) Ciclul se reia ( Q negat este pe 0, deci nu mai are loc descărcarea prin 7 )

Frecvenţa

f = 1 / (ln(2) x C1 ( R1 + 2xR2) )

Timpul în care semnaulul este pe HIGH: ln(2) x C1 x (R1+R2)

Timpul în care semnaulul este pe LOW: ln(2) x C1 x R2

Mai multe detalii

http://www.uoguelph.ca/~antoon/gadgets/555/555.html

https://homepages.westminster.org.uk/electronics/555.htm

http://courses.ncsu.edu:8020/ece480/common/htdocs/images/aa-555-01.gif - animiaţie drăguţă

http://home.cogeco.ca/~rpaisley4/LM555.html#3 - calculator

Alte variante cu diverse îmbunătăţiri (1)

http://www.uoguelph.ca/~antoon/gadgets/555/555.html

Se poate obţine un factor de umplere de 50%

Alte variante cu diverse îmbunătăţiri (2)

https://homepages.westminster.org.uk/electronics/555.htm

Prin adăugarea unei diode în paralel cu R2, putem obţine un factor de umplere mai apropiat de 50%