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