Os circuitos explicados aqui são os 10 melhores pequenos circuitos de temporizador usando o chip versátil IC 555, que gera intervalos de tempo predeterminados em resposta a disparos de entrada momentâneos.
Os intervalos de tempo podem ser usados para manter um carga controlada por relé LIGADO ou ativado pelo período de tempo desejado e um desligamento automático após o término do período de retardo. O intervalo de tempo pode ser definido selecionando os valores apropriados para um resistor externo, rede de capacitores.
Circuito Interno IC 555
A imagem abaixo representa o esquema interno de um IC 555 padrão. Podemos ver que ele é composto de 21 transistores, 4 diodos e 15 resistores.
O estágio envolvendo os três resistores de 5 kohm funcionam como um estágio divisor de tensão que produz 1/3 do nível de tensão na entrada não inversora do amplificador operacional do comparador de disparo e uma divisão de tensão de 2/3 na entrada inversora do amplificador operacional do comparador de limite .
Com essas entradas de gatilho, os dois amplificadores operacionais controlam o estágio flip-flop R / S (redefinir / definir), que controla ainda as condições ON / OFF do estágio de saída complementar e do transistor driver Q6
O estado de saída do flip-flop também pode ser definido acionando o pino de reinicialização 4 do IC.
Como funcionam os temporizadores IC 555
Quando IC 555 é configurado no modo de temporizador monoestável , o pino TRIGGER 2 é mantido no potencial de nível de alimentação por meio de um resistor externo RT.
Nesta situação, Q6 permanece saturado, o que mantém o CD do capacitor de temporização externo em curto com o aterramento, fazendo com que o pino 3 de OUTPUT esteja em um nível lógico baixo ou 0 V.
A ação do temporizador padrão do IC 555 é iniciada pela introdução de um pulso de disparo de 0 V no pino 2. Este pulso de 0 V estando abaixo do nível 1/3 da tensão de alimentação DC ou Vcc, força a saída do comparador de disparo a mudar de estado .
Devido a isso, o R / S chinelo de dedo também muda seu estado de saída, desligando Q6 e aumentando o pino 3 de OUTPUT. Com Q6 DESLIGADO desconecta o curto no CD. Isso permite que o CD do capacitor seja carregado por meio do resistor de temporização RD até que a tensão no CD alcance 2/3 do nível de alimentação ou Vcc.
Assim que isso acontecer, o flip-flop R / S volta ao estado anterior, ligando o Q6 e causando uma descarga rápida do CD. Neste instante, o pino de saída 3 retorna ao seu estado inferior anterior novamente. E é assim que o IC 555 completa um ciclo de temporização.
De acordo com uma das características do IC, uma vez acionado, ele para de responder a quaisquer acionadores subsequentes, até que o ciclo de temporização seja concluído. Mas se alguém quiser encerrar o ciclo de temporização, isso pode ser feito a qualquer momento aplicando um pulso negativo ou 0 V ao pino 4 restante.
O pulso de temporização gerado na saída IC está principalmente na forma de uma onda retangular, cujo intervalo de tempo é definido pelas magnitudes de R e C.
A fórmula para calcular isso é: tD (atraso de tempo) = 1,1 (valor de R x valor de C) Em outras palavras, o intervalo de tempo produzido por IC 555 é diretamente proporcional ao produto de R e C.
O gráfico a seguir mostra a plotagem de atraso de tempo vs. resistência e capacitância usando a fórmula de atraso de tempo acima. Aqui, tD está em milissegundos, R está em quilo Ω e C em μfarads.
Mostra uma gama de atraso de tempo curvas e os valores que mudam linearmente em relação aos valores correspondentes de RT e C.
É possível definir atrasos que variam de 10 µsegundos a 100 µsegundos, selecionando valores apropriados de capacitores de 0,001 µF a 100 µF e resistores de 1 k Ω a 10 meg Ω.
Circuitos temporizadores IC 555 simples
A primeira figura abaixo mostra como fazer um temporizador IC 555 com uma saída de período fixo. Aqui está definido para 50 segundos.
É basicamente um projeto monoestável IC 555.
A figura ao lado mostra as formas de onda obtidas nas pinagens indicadas do IC durante o processo de comutação.
As ações descritas na imagem da forma de onda são iniciadas assim que o pino 2 do TRIGGER é aterrado com o pressionamento do interruptor START S1 momentâneo.
Isso faz com que um pulso retangular apareça instantaneamente no pino 3 e simultaneamente gera um dente de serra exponencial no pino 7 de DESCARGA.
O período de tempo durante o qual este pulso retangular permanece ativo é determinado pelos valores de R1 e C1. Se R1 for substituído por um resistor variável, este tempo de saída pode ser definido de acordo com a preferência do usuário.
A iluminação do LED indica o interruptor ON e OFF do pino de saída 3 do IC
O resistor variável pode ser na forma de um potenciômetro conforme mostrado na figura 2 a seguir.
Neste design, a saída pode ser definida para produzir períodos de tempo de 1,1 segundos a 120 segundos por meio de diferentes ajustes do potenciômetro R1.
Observe o resistor da série 10K, que é muito importante, pois protege o IC de queimar caso a panela seja colocada em seu valor mais baixo. O resistor série 10 K também garante o valor mínimo de resistência necessário para o funcionamento correto do circuito na configuração do potenciômetro mínimo.
Pressionando o interruptor S1 momentaneamente permite que o IC inicie a sequência de temporização (pino 3 aumentando e LED ligando), enquanto pressionar o botão de reinicialização S2 permite a rescisão ou reinicialização instantânea da sequência de temporização para que o pino de saída 3 reverta para sua situação original de 0 V (LED desligando permanentemente)
O IC 555 permite o uso de cargas com especificações de corrente máxima de até 200 mA. Embora essas cargas sejam normalmente do tipo não indutivo, uma carga indutiva como um relé também pode ser usada com eficácia diretamente no pino 3 e no aterramento, conforme mostrado nos diagramas a seguir.
Na 3ª figura abaixo podemos ver que o relé pode ser conectado entre o pino 3 e o aterramento, e o pino 3 e positivo. Observe o diodo de giro livre conectado através da bobina do relé, é altamente recomendado para neutralizar os perigosos back emfs da bobina do relé durante instantes de desligamento.
O os contatos do relé podem ser conectados com uma carga pretendida para ligá-los / desligá-los em resposta aos intervalos de tempo definidos.
O 4º diagrama do circuito mostra o padrão Circuito de temporizador ajustável IC 555 tendo dois conjuntos de intervalos de tempo e um relé de saída para alternar a carga desejada.
Embora o esquema pareça correto, este circuito básico pode, na verdade, ter alguns aspectos negativos.
- Primeiro, esse projeto drenará alguma corrente continuamente, mesmo quando a saída do circuito estiver desligada.
- Em segundo lugar, como os dois capacitores C1 e C3 têm especificações de tolerância ampla, o potenciômetro precisa ser calibrado com duas escalas de configuração individuais.
As falhas discutidas acima podem ser superadas configurando o circuito da seguinte maneira. Aqui usamos um relé DPDT para os procedimentos.
Neste 5º diagrama de temporizador IC 555, podemos ver que os contatos do relé são unidos em paralelo com a chave START S1, que estão no modo 'normalmente aberto', e garantem que não haja drenagem de corrente enquanto o circuito estiver desligado.
Para iniciar o ciclo de temporização, S1 é pressionado momentaneamente.
Isso alimenta instantaneamente o IC 555. No início, pode-se esperar que C2 esteja totalmente descarregado. Devido a isso, um gatilho de interruptor negativo ON é criado no pino 2 do IC, que inicia o ciclo de temporização, e o relé RY1 é ligado.
Os contatos de relé que são conectados em paralelo com S1 permitem que o IC 555 permaneça energizado mesmo após S2 ser liberado.
Decorrido o período de tempo definido, o relé é desativado e seus contatos voltam para a posição N / C, desconectando a alimentação de todo o circuito.
A saída do retardo de temporização do circuito é basicamente determinada pelos valores de R1 e R5 do potenciômetro, juntamente com os valores de C1 ou C2, e dependendo da posição da chave seletora S3 a.
Dito isso, devemos também observar que o tempo é afetado adicionalmente pela forma como os potenciômetros R6 e R7 são ajustados.
Eles são chaveados através do switch S3 be integrados ao pino 5 da tensão de CONTROLE do IC.
Esses potenciômetros são introduzidos para desviar efetivamente a tensão interna do IC 555, o que poderia perturbar o tempo de saída do sistema.
Devido a esse aprimoramento, o circuito agora é capaz de funcionar com a maior precisão, mesmo com capacitores com níveis de tolerância inconsistentes .
Além disso, o recurso também permite que o circuito funcione com uma escala de tempo solitária calibrada para ler duas faixas de tempo individuais de acordo com o posicionamento da chave seletora.
Para configurar o circuito de temporizador IC 555 preciso acima, R5 deve ser inicialmente ajustado para sua faixa máxima. Depois disso, S3 pode ser selecionado para a posição 1.
Em seguida, ajuste R6 para obter uma escala de saída de tempo ON de 10 segundos com algumas tentativas e erros. Siga os mesmos procedimentos para a seleção da posição 2, através do potenciômetro R7 para obter uma escala precisa de 100 segundos
Temporizadores para luzes de carro
Este 6º simples farol do carro O temporizador baseado em IC 555 evita que os faróis do carro desliguem assim que a ignição é desligada.
Em vez disso, os faróis podem permanecer iluminados por algum atraso predefinido, uma vez que o motorista trava o ignição do carro e caminha em direção ao seu destino, que pode ser sua casa ou escritório. Isso permite que o proprietário veja o caminho e entre no destino confortavelmente com a iluminação visível dos faróis.
Posteriormente, quando o período de atraso termina, o circuito IC 555 desliga os faróis.
Como funciona
Quando a chave de ignição S2 é ligada, o relé RY1 é energizado via D3. O relé habilita as operações dos faróis através dos contatos superiores do relé e da chave S1, de forma que os faróis funcionem normalmente através de S1.
Neste ponto, o capacitor C3 associado ao pino 2 do IC permanece completamente descarregado porque ambos os cabos estão no potencial positivo.
No entanto, quando a chave de ignição S2 é desligada, o capacitor C3 é submetido a um potencial de terra através da bobina do relé, que repentinamente faz com que um gatilho negativo apareça no pino 2.
Isso aciona o pino 3 de saída do IC 555 e permite que o relé permaneça energizado mesmo que a ignição seja desligada. Dependendo dos valores dos componentes de temporização R1 e C1, o relé fica energizado mantendo os faróis acesos (por 50 segundos), até que finalmente o tempo transcorra e o pino 3 do IC se desligue desenergizando o relé e as luzes.
O circuito não cria nenhuma interferência com o funcionamento normal dos faróis enquanto o carro está em movimento.
O próximo 7º circuito de temporizador mostrado abaixo também é um temporizador de farol de carro que é controlado manualmente em vez do interruptor de ignição.
O circuito utiliza um relé DPDT com dois conjuntos de contatos. A ação monoestável do IC 555 é iniciada pressionando S1 momentaneamente. Isso energiza o relé e ambos os contatos se movem para cima e se conectam com a alimentação positiva.
O par de contatos do lado direito ativa os faróis, enquanto os contatos do lado esquerdo alimentam o circuito IC 555. O C3 faz com que um pulso negativo momentâneo apareça no pino 2 que dispara o modo de contagem do IC, e o pino 3 torna-se alto travando no relé.
Os faróis agora estão LIGADOS. Dependendo dos valores de R1 e C1 a saída do pino 3 mantém o relé e os faróis energizados (por 50 segundos neste caso), até que C1 carregue até 2/3 Vcc, girando o pino 3 baixo e desligando o relé e os faróis.
Temporizador de luz de varanda de 1 minuto
Este 8º circuito mostra luz de varanda simples circuito temporizador que pode ser ativado por um minuto apenas durante a noite. Durante o dia, o Resistência LDR torna-se baixo, o que mantém sua junção com R5 alta.
Devido a isso, pressionar S1 não tem efeito no pino 2 do IC. No entanto, quando escurece, a resistência do LDR se torna infinita, desenvolvendo quase 0 V na junção de R4 e R5.
Nesta condição, quando o interruptor S1 é pressionado, causa um disparo negativo no pino 2 do IC 555, que ativa o pino 3 para alto e também liga o relé. A luz da varanda anexada aos contatos do relé acende.
O circuito permanece acionado por cerca de 1 minuto, até que C1 carregue no 2/3 Vcc. O IC agora é redefinido para virar o pino 3 para baixo e desenergizar o relé e desligar a luz da varanda.
O interruptor S1 pode ser na forma de um pequeno interruptor escondido perto da maçaneta / dobradiça da porta, ou sob o tapete que é ativado quando o proprietário pisa no tapete.
Aplicação de tacômetro
Um circuito temporizador monoestável usando IC 555 também pode ser efetivamente implementado para fazer um circuito tacômetro que fornecerá ao usuário informações precisas sobre a frequência e o tempo do motor.
A frequência de entrada do motor é primeiro convertida em onda quadrada bem dimensionada por meio de uma rede de diferenciador RC e, em seguida, alimentada ao pino # 2 do monoestável.
A rede diferenciadora transforma as bordas de ataque ou de fuga do sinal de onda quadrada em pulsos de disparo apropriados.
Um 9º circuito prático abaixo mostra como uma rede RC e um transistor converte qualquer sinal de entrada com qualquer amplitude em ondas quadradas bem formadas para gerar pulsos de disparo ideais, alternando entre o nível IC Vcc completo e o solo.
Conclusão
Em todos os circuitos apresentados até agora, o 555 funciona como um gerador de período de temporização monoestável (one-shot). Os sinais de acionamento necessários são enviados ao pino TRIGGER 2 e um pulso cronometrado no pino 3 de saída é fornecido.
Em todos os projetos, o sinal aplicado no pino 2 do TRIGGER é dimensionado apropriadamente para formar um pulso de borda negativa.
Ele garante que a amplitude de disparo muda de um nível 'desligado' superior a 2/3 da tensão de alimentação para um valor 'ligado' inferior a 1/3 do nível de alimentação.
O disparo do monoestável único IC realmente acontece quando o potencial no pino 2 é puxado para baixo para 1/3 do nível de tensão de alimentação.
Isso requer que a largura do pulso de disparo no pino 2 seja maior do que 100 nanossegundos, mas menor do que o pulso que se destina a aparecer no pino de saída 3.
Isso verifica a eliminação do pulso de disparo no momento em que o período monoestável definido decorre.
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