Construindo um Multivibrador Monoestável com 555: Guia Passo a Passo

Construindo um Multivibrador Monoestável com 555

Este tutorial amigável para iniciantes orienta você pelo circuito mais simples do timer 555, o multivibrador monoestável. Você aprenderá como o flip-flop interno do 555 controla uma saída de pulso único, como calcular o intervalo de tempo e por que o design é imune a variações de tensão de alimentação.

Peças e Materiais

• 1× bateria de 9V
• Conector de bateria (Radio Shack #270‑325)
• Mini garras (soldadas ao conector, Radio Shack #270‑372)
• Relógio com ponteiro de segundos ou cronômetro
• Fio de 1½″‑a‑2″ (3,8 mm a 5 mm), dobrado ao meio (fio vermelho na ilustração)
• U1 – CI timer 555 (Radio Shack #276‑1723)
• D1 – LED vermelho (Radio Shack #276‑041 ou equivalente)
• D2 – LED verde (Radio Shack #276‑022 ou equivalente)
• R1, R2 – resistores de 1 kΩ, ¼W
• Rt1 – resistor de 27 kΩ, ¼W
• Rt2 – resistor de 270 kΩ, ¼W
• C1, C2 – capacitores de 0,1 µF (Radio Shack #272‑1069 ou equivalente)
• Ct – capacitor de 10 µF (Radio Shack #272‑1025 ou equivalente)
• Ct – capacitor de 100 µF (Radio Shack #272‑1028 ou equivalente)

Referências Cruzadas

• Lessons In Electric Circuits, Vol. 1, cap. 13: “Campos elétricos e capacitância”
• Lessons In Electric Circuits, Vol. 1, cap. 13: “Capacitores e cálculo”
• Lessons In Electric Circuits, Vol. 1, cap. 16: “Cálculos de tensão e corrente”
• Lessons In Electric Circuits, Vol. 1, cap. 16: “Resolvendo tempo desconhecido”
• Lessons In Electric Circuits, Vol. 4, cap. 10: “Multivibradores monoestáveis”

Objetivos de Aprendizado

• Compreender a operação de um multivibrador monoestável.
• Aplicar o conceito de constante de tempo RC em circuito prático.
• Configurar o timer 555 como multivibrador monoestável não-retriggerável.

Diagrama Esquemático

Ilustração

Instruções

O 555 é frequentemente chamado de CI "timer" por causa de circuitos como este. No modo monoestável, um único pulso de trigger de nível baixo causa a saída ir para alto por uma duração fixa determinada pelo resistor e capacitor externos.

O LED verde acende quando a saída do 555 está alta, e o LED vermelho acende quando está baixa. Essa dica visual ajuda a verificar o comportamento de temporização.

Como o circuito é não-retriggerável, quaisquer pulsos de trigger adicionais durante o intervalo de tempo são ignorados — exceto por uma breve condição de borda que é tratada pelo resistor e capacitor de condicionamento de sinal (Rt e C1).

Para iniciar o timer, conecte o pino de trigger (pino 2) à terra. A saída sobe, e o capacitor de temporização (Ct) começa a carregar através de Rt. Uma vez que Ct atinge 2/3 V_CC, o flip-flop interno comuta, puxando o pino 7 alto para descarregar Ct e levar a saída baixa.

Para um pulso de 3 segundos, escolha Rt = 27 kΩ e Ct = 10 µF. Troque esses valores por Rt = 270 kΩ e Ct = 100 µF para alcançar aproximadamente 30 segundos. Note que variações de tolerância (5% para resistores, 20% para capacitores) podem afetar o tempo medido em até 25%.

A operação do 555 é largamente independente da tensão de alimentação. Trocar a bateria de 9 V por uma de 6 V ou 12 V não alterará a largura do pulso, embora o brilho dos LEDs possa variar.

C2 é opcional e principalmente protege o circuito de ruído na linha de alimentação. Em ambiente limpo, você pode omiti-lo sem efeito perceptível.

Teoria de Operação

O pino 7 é um transistor que normalmente conduz, mantendo Ct descarregado. Quando o pino 2 é puxado para baixo, os comparadores internos permitem Ct carregar através de Rt. Quando Ct atinge 2/3 V_CC, o flip-flop do 555 muda de estado, desligando o transistor e permitindo Ct descarregar. A sequência de comutação pode ser visualizada nas formas de onda acompanhantes.

Planilhas Relacionadas

• Circuitos Timer