CMOS 555 pisca-pisca de LED azul de longa duração

PEÇAS E MATERIAIS

• Duas pilhas AAA
• Clipe de bateria (catálogo Radio Shack nº 270-398B)
• U1 - IC temporizador 1CMOS TLC555 (catálogo Radio Shack # 276-1718 ou equivalente)
• Q1 - 2N3906 Transistor PNP (catálogo Radio Shack # 276-1604 (pacote com 15) ou equivalente)
• Q2 - 2N2222 Transistor NPN (catálogo Radio Shack nº 276-1617 (pacote com 15) ou equivalente)
• Diodo CR1 - 1N914 (catálogo Radio Shack # 276-1122 (pacote de 10) ou equivalente, consulte as instruções)
• D1 - Díodo emissor de luz azul (catálogo Radio Shack # 276-311 ou equivalente)
• R1 - resistor 1,5 MΩ 1 / 4W 5%
• R2 - 47 KΩ 1 / 4W 5% resistor
• R3 - 2,2 KΩ 1 / 4W 5% resistor
• R4 - 620 Ω 1 / 4W 5% Resistor
• R5 - 82 Ω 1 / 4W 5% resistor
• C1 - Capacitor de tântalo de 1 µF (catálogo Radio Shack 272-1025 ou equivalente)
• C2 - Capacitor eletrolítico de 100 µF (catálogo Radio Shack 272-1028 ou equivalente)
• Capacitor eletrolítico C3 - 470 µF (catálogo Radio Shack 272-1030 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 3, capítulo 4:"Transistores de junção bipolar"

Aulas de circuitos elétricos , Volume 3, capítulo 9:"Descarga eletrostática"

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



OBJETIVOS DE APRENDIZAGEM

• Aprenda uma aplicação prática para uma constante de tempo RC
• Aprenda uma das várias configurações de multivibrador astável com 555 cronômetros
• Conhecimento prático do ciclo de trabalho
• Como manusear peças sensíveis a ESD
• Como usar transistores para melhorar o ganho de corrente
• Como usar um capacitor para dobrar a tensão com uma chave

DIAGRAMA ESQUEMÁTICO







ILUSTRAÇÃO







INSTRUÇÕES

NOTA! Este projeto usa uma parte sensível à estática, o CMOS 555. Se você não usar proteção conforme descrito no Volume 3, Capítulo 9, Descarga eletrostática , você corre o risco de destruí-lo.

Este circuito se baseia nos dois experimentos anteriores, usando seus recursos e adicionando a eles. Os LEDs azuis e brancos têm uma Vf (queda de tensão direta) maior do que a maioria, em torno de 3,6V. As baterias de 3 V não podem movê-los sem ajuda, portanto, são necessários circuitos extras.

Como nos circuitos anteriores, o LED recebe um pulso de 0,03 segundos (30 ms). C3 é usado para dobrar a tensão desse pulso, mas só pode fazer isso por um curto período. Medir a corrente através do LED é impraticável com este circuito devido a sua curta duração, mas os LEDs azuis são geralmente mais previsíveis porque foram inventados mais tarde.

Este projeto específico também pode ser usado com uma única bateria de 1 1 / 2V. O conceito básico foi criado com um IC agora obsoleto, o LM3909, que usava um LED vermelho, o IC e um capacitor. Tal como acontece com este circuito, ele poderia piscar um LED vermelho por mais de um ano com uma única célula D. Quando os LEDs vermelhos mais novos aumentaram sua Vf de 1,5 V para 2,5 V, esse chip antigo não era mais prático e ainda é esquecido por muitos entusiastas. Se você quiser experimentar uma bateria de 11/2 V, troque o R5 para 10Ω e use um LED vermelho com um CR1 melhor (consulte o próximo parágrafo).

CR1 não é a melhor escolha para este componente, ele foi selecionado porque é uma peça comum e funciona. Quase qualquer diodo funcionará nesta aplicação. Os diodos Schottky e de germânio baixam muito menos voltagem, um diodo de silício cai 0,6-0,7V, enquanto um diodo Schottky cai 0,1-0,2V e um diodo de germânio cai 0,2V-0,3V. Se esses componentes forem usados, a queda de tensão reduzida se traduzirá em uma intensidade de LED mais brilhante, pois a eficiência dos circuitos é aumentada.



TEORIA DA OPERAÇÃO

Q2 é uma chave, que este circuito usa. Quando Q2 está desligado, C3 é carregado com a tensão da bateria, menos a queda do diodo, conforme mostrado na Figura 1. Como o LED azul Vf é de 3,4 V a 3,6 V, ele está efetivamente fora do circuito.







A Figura 2 mostra o que acontece quando o Q2 é ativado. O lado do capacitor C3 + é aterrado, o que move o lado - para -2,4V. O diodo CR1 agora está polarizado de volta e está fora do circuito. O -2,4 V é descarregado através de R5 e D1 para os + 3,0 V das baterias. O 5,4 V fornece muita voltagem extra para iluminar o LED azul. Muito antes de o C3 ser descarregado, o circuito volta e o C3 começa a carregar novamente.







No LM3909 CR1 havia um resistor. O diodo foi usado para minimizar a corrente, permitindo que R4 fosse seu valor máximo. Você pode notar um brilho azul fraco no LED azul quando ele está desligado. Isso demonstra a diferença entre a teoria e a prática, 3V é suficiente para causar algum vazamento pelo LED azul, mesmo que não seja condutor. Se você fosse medir essa corrente, ela seria muito pequena.