555 Oscilador histerético

PEÇAS E MATERIAIS

• Uma bateria de 9 V
• Clipe de bateria (catálogo Radio Shack # 270-325)
• Mini clipes de gancho (soldados ao clipe de bateria, catálogo Radio Shack nº 270-372)
• U1 - 555 temporizador IC (catálogo Radio Shack # 276-1723)
• D1 - Díodo emissor de luz vermelha (catálogo Radio Shack # 276-041 ou equivalente)
• D2 - Díodo emissor de luz verde (catálogo Radio Shack # 276-022 ou equivalente)
• R1, R2 - resistores de 1 KΩ 1 / 4W
• R3 - Resistor 10 Ω 1 / 4W
• R4 - 10 KΩ, Potenciômetro de 15 voltas (catálogo Radio Shack nº 271-343)
• C1 - Capacitor de 1 µF (catálogo Radio Shack 272-1434 ou equivalente)
• C1 - Capacitor de 100 µF (catálogo Radio Shack 272-1028 ou equivalente)

REFERÊNCIAS CRUZADAS

Aulas de circuitos elétricos Volume 1, capítulo 16:cálculos de tensão e corrente

Aulas de circuitos elétricos , Volume 1, capítulo 16:Resolvendo o tempo desconhecido

Aulas de circuitos elétricos , Volume 4, capítulo 10:Multivibradores

Lições em circuitos elétricos, Volume 3, capítulo 8:Feedback positivo



OBJETIVOS DE APRENDIZAGEM

• Aprenda a usar um Schmitt Trigger para um oscilador RC simples
• Aprenda uma aplicação prática para uma constante de tempo RC
• Aprenda uma das várias configurações de multivibrador astável com 555 cronômetros

DIAGRAMA ESQUEMÁTICO

Aqui está uma maneira de desenhar o esquema:







Conforme mencionado no experimento anterior, também existe outra convenção, mostrada a seguir:







ILUSTRAÇÃO









INSTRUÇÕES

Este é um dos osciladores RC mais básicos. É simples e muito previsível. Qualquer Schmitt Trigger invertido funcionará neste projeto, embora a frequência mude um pouco dependendo da histerese da porta.

Este circuito tem uma frequência final inferior de 0,7 Hertz, o que significa que cada LED alternará e ficará aceso por pouco menos de um segundo cada. Conforme você gira o potenciômetro no sentido anti-horário, a frequência aumentará, indo bem para a faixa de áudio de ponta. Você pode verificar isso com o Detector de áudio (Vol. VI, Capítulo 3, Seção 12) ou um alto-falante piezoelétrico, conforme você continua a girar o potenciômetro, a altura do som aumentará. Você pode aumentar a frequência 100 vezes substituindo o capacitor pelo capacitor de 1µF, o que também aumentará a frequência máxima na faixa ultrassônica, em torno de 70Khz.

O 555 não vai de trilho para trilho (não chega a atingir a tensão de alimentação superior) por causa de seus transistores Darlington de saída, e isso faz com que a onda quadrada dos osciladores não seja muito simétrica. Você pode ver isso olhando para os LEDs? Quanto maior a tensão da fonte de alimentação, menos pronunciada é essa assimetria, enquanto ela piora com tensões da fonte de alimentação mais baixas. Se a saída fosse true rail to rail seria uma onda de 50% quadrada, o que pode ser obtido se usarmos a versão CMOS do 555, como o TLC555 (Radio Shack P / N 276-1718).

R3 foi adicionado para evitar curto-circuito na saída IC através de C1, já que o capacitor causa curto-circuito na parte AC da saída 555 para o aterramento. Em uma bateria descarregada, não é perceptível, mas com um novo 9V o 555 IC ficará muito quente. Se você eliminar o resistor e ajustar R4 para a frequência máxima, você pode testar isso, não é bom para a bateria ou para o 555, mas eles sobreviverão a um breve teste.



TEORIA DA OPERAÇÃO

Este é um oscilador histérico, que é um tipo de oscilador de relaxamento. É também um multivibrador astável. É uma ramificação lógica do experimento 555 Schmitt Trigger mostrado anteriormente.

A fórmula para calcular a frequência com esta configuração usando um 555 é:

$$ f =\ frac {0,7} {RC} $$

A histerese 555 depende da tensão de alimentação, então a frequência do oscilador seria relativamente independente da tensão de alimentação se não fosse pela falta de saída de trilho para trilho.

A saída de um 555 vai para o aterramento ou relativamente perto da tensão positiva. Isso permite que o resistor e o capacitor sejam carregados e descarregados através do pino de saída. Por se tratar de um sinal do tipo digital, os LEDs interagem muito pouco no seu funcionamento. O primeiro pulso gerado pelo oscilador é um pouco mais longo que o resto. Esta e as curvas de carga / descarga são mostradas na ilustração a seguir, que também mostra por que a onda quadrada assimétrica é criada.







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