Oscilador Astável com Timer 555: Demonstração com LED e Exploração do Ciclo de Trabalho

Peças e Materiais

• Duas baterias de 6 V
• Capacitor não polarizado de 0,1 µF (Radio Shack #272‑135)
• CI Timer 555 (Radio Shack #276‑1723)
• Dois LEDs (Radio Shack #276‑026 ou equivalente)
• Resistor de 1 MΩ
• Resistor de 100 kΩ
• Dois resistores de 510 Ω
• Detector de áudio com fones de ouvido
• Osciloscópio (recomendado, mas não obrigatório)

Um osciloscópio ajuda a analisar formas de onda, mas um detector de áudio é uma alternativa prática se não houver um disponível.

Referências Cruzadas

Lessons In Electric Circuits, Vol. 4, Chapter 10: “Multivibradores.”

Objetivos de Aprendizado

• Demonstrar o timer 555 como multivibrador astável.
• Explicar e calcular ciclo de trabalho.

Diagrama Esquemático

Ilustração

Instruções

O CI 555 é um timer versátil que pode funcionar como multivibrador astável. Quando associado a um capacitor e dois resistores como mostrado, ele oscila livremente, produzindo uma saída de onda quadrada que liga e desliga dois LEDs.

O circuito funciona alternadamente carregando e descarregando o capacitor. O 555 descarrega o capacitor quando a tensão no pino Threshold excede dois terços de V_CC. A descarga para quando a tensão no pino Trigger cai abaixo de um terço de V_CC, fazendo a tensão do capacitor oscilar entre 1/3 e 2/3 de V_CC em um padrão de dente de serra.

Durante o ciclo de carga, a corrente flui através dos resistores de 1 MΩ e 100 kΩ em série, criando uma constante de tempo longa. Quando o pino Discharge é puxado para baixo pelo transistor interno, o capacitor descarrega apenas através do resistor de 100 kΩ, resultando em uma constante de tempo muito menor. A onda quadrada resultante tem um período "alto" mais longo que o "baixo", resultando em ciclo de trabalho maior que 50 %.

O pino Output do 555 fica alto (≈V_CC) enquanto o capacitor carrega e baixo (≈0 V) enquanto descarrega. Esse sinal alternado aciona os dois LEDs em fases opostas, de modo que um LED permanece aceso por mais tempo que o outro, refletindo o ciclo de trabalho.

Use o detector de áudio ou osciloscópio para visualizar a forma de onda. Varie os valores de resistores e capacitor para observar mudanças na frequência e no ciclo de trabalho.

Planilha Relacionada

• Planilha de Circuitos Timer