Hoje iremos projetar, simular e montar na prática o 555 na configuração astável. Caso você não tenha lido, clique aqui para conhecer melhor as características deste CI, onde abordamos o básico.

Relembrando do artigo anterior, nesta configuração o 555 opera basicamente como um oscilador.

CÁLCULO

Para o dimensionamento dos componentes para a configuração astável, devemos verificar o datasheet do 555. O documento apresenta a topologia que deve ser empregada e as fórmulas que utilizamos para efetuarmos os cálculos necessários. Sendo assim, acompanhe abaixo:

Com a fórmula em mãos, você deve equacioná-la para calcular o valor que deseja. Vamos então definir alguns dados de projeto:

Precisamos agora calcular o valor do resistor Rb, bastando apenas fazer o equacionamento para isolá-lo. Desta forma, teremos o seguinte valor:

Através de duas equações que o datasheet nos fornece podemos calcular a duração do pulso em alto e baixo, tendo assim o período. Onde t1 será o tempo em nível alto e t2 o tempo em nível baixo.

Sabendo que a frequência é o inverso do período, teremos aproximadamente os 10 KHz.

Podemos também calcular o nosso duty cycle ou ciclo de trabalho. Basicamente ele pode ser compreendido como a razão entre o tempo t1 e o período.

SIMULAÇÃO

Agora podemos fazer uma simulação do circuito para termos uma ideia do funcionamento e se o mesmo está adequado ao cálculo. Antes, observe abaixo o esquemático do circuito.

A simulação foi realizada no LtSpice. Observe abaixo as imagens e veja que os valores de frequência e ciclo de trabalho estão adequados aos que calculamos.

A imagem a seguir refere-se ao ciclo ativo.

Por fim, a forma de onda representada na simulação.

FUNCIONAMENTO

Sucintamente o funcionamento do circuito se dá da seguinte forma:

– Inicialmente suponha a saída do flip-flop em nível baixo.

– Sendo assim a saída Q do flip-flop não estará operando, mantendo o transistor interno em corte.

– Isso permitirá que o capacitor C se carregue através da fonte alimentação, a qual está conectada por RA e RB.

– O capacitor está conectado à porta não inversora de um comparador(comp1) o qual tem 2/3 VCC como tensão de referência. Assim quando o capacitor atingir essa tensão, o comparador irá setar o flip-flop.

– Setando o flip-flop, teremos sua saída Q acionada, o que fará com que o transistor vá para a saturação.

– Quando o transistor for saturado, o capacitor irá se descarregar, e com isso teremos uma tensão de referência menor no outro comparador (comp2).

– Esse comparador (comp2) então ativará o reset do flip-flop, fazendo com que o processo se repita infinitamente.

PRÁTICA

Vamos montar e testar o circuito na prática. Veja o vídeo do funcionamento abaixo.