ESERCITAZIONE 4 SULL'NE555 – DI DANIELE MARCHESANI 5 INFO A
Scopo:verifica sperimentale del funzionamento del NE555 con determinazione di:
1) funzionamento da astabile:
calcolo e lettura du tl,th;
visualizzazione dell'uscita variando Ra;
visualizzazione dell'uscita variando Vcc;
visualizzazione dell'uscita con duty-cicle < 50%;
visualizzazione dell'uscita con duty-cicle compreso tra 5 e 95%;
2) funzionamento come monostabile (timer).
Premessa
L'NE555 è un circuito integrato che contiene un multivibratore che può essere configurato come
monostabile (timer), come astabile (oscillatore) e come bistabile (flip-flop, se il pin7 è scollegato e
non si impiega il condensatore) premettendo la realizzazioni di numerosissime applicazioni diverse.
Esso deve il suo nome alla presenza interna di 3 resistori di 5 KΩ ciascuno.
Procedimento
Parte 1
Per prima cosa si realizza il circuito come da schema 1, ossia utilizzando il NE555 come astabile.
Per fare ciò si collegano il comparatore di soglia e quello di trigger, così da fargli avere un
comportamento da generatore d'onde quadre. Nello schema si nota la presenza poi di un
condensatore collegato al pin 8, che permette di isolare il circuito da eventuali rumori: il suo
utilizzo è comunque facoltativo. Nel collegare il circuito si precisa inoltre che la tensione di
alimentazione Vcc deve essere compresa tra 5 e 15 V, così da far funzionare il NE555.
Si effettuano poi le varie misurazioni dei valori reali di tl, th, T e δ (rispettivamente periodo alto,
periodo basso, periodo e duty-cicle) per poterli poi confrontare con quelli ideali calcolati. I valori
ideali sono, con Vcc=5V e Ra=1KΩ:
tl = 0,7*Rb*Cext = 7,7*10^(-5) s;
th = 0,7*(Ra+Rb)*Cext = 7*10^(-5) s;
T = th+tl = 1,47*10^(-4) s;
δ = th/T = 48%.
I valori trovati sono invece:
tl reale (μs) th reale (μs) T reale (μs) δ reale (%)
commenti
75
76
151
50,3
Valori in condizioni normali
70
220
290
76
Variando Ra da 1 a 22 KΩ
72
76
148
51,4
Variando Vcc da 5 a 10 V
51
7
58
12
Con diodo in parallelo a Rb
Per l'alimentazione si sceglie un valore “normale” pari a 5 V in quanto si cerca un valore per essa
tale da dare come risultato dela rapporto th/tl = 1,1. Realmente infatti si ottiene 1,05, valore
abbastanza vicino a quello ideale.
Si può poi calcolare il valore della frequenza del segnale generato dal circuito che è :
f = 1,44 / (Ra+2Rb)*Cext = 6857 Hz.
Si nota come il valore del duty-cicle sia, tranne che nell'ultimo caso, sempre >50%.
C'è da precisare poi che il valore di Ra lo si sceglie in modo tale da renderlo il meno influente
possibile nel circuito: il suo compito è infatti solo di evitare che l'NE555 si bruci. Infatti in fase di
carica del condensatore R*C = (Ra+Rb) * Cext, mentre in scarica R*C = Cext*Rb: si sceglie
pertanto una Ra<<Rb.
Se poi infine, tornando alle condizioni di “normalità” per Vcc e Ra si cercano i valori massimi e
minimi del duty-cicle, si mettono due diodi nel circuito (come da schema 2), e si effettuano tutte le
misurazioni del caso, ottenendo Max-δ = 97% e Min-δ = 2,3%.
Fatto ciò si passa al secondo scopo dell'esercitazione.
Parte 2
Si realizza un circuito come da schema 3, ossia utilizzando il NE555 come monostabile (o
temporizzatore). Gli si collega poi stavolta in ingresso un generatore di segnale, settato in modo da
generare onde quadre, avente Vi=5Vpp e f=1KHz, e si pongono po Ra=6,8 KΩ e Cext=100nF. Si
impone poi, utilizzando la manopola del Duty-cicle sul g.d.f., un valore di esso >> 50%.
Per studiare il suo comportamento come timer si vede il valore di t, ossia la durata del periodo alto
del segnale quadro in uscita che avrà valori pari o a 0 o a Vcc. Tale valore idealmente è dato
dall'equazione t = 1,1*Ra*C = 748 μs. Il valore reale, misurato poi sull'oscilloscopio, è pari invece
a circa 800 μs. Osservando poi il suo comportamento si può poi notare ancora meglio il suo
comportamento da timer, in quanto ad ogni impulso in ingresso varia l'impulso dell'uscita.
Conclusione
L'obbiettivo è stato raggiunto in quanto si è determinato sperimentalmente il comportamento del
555, osservando come i valori reali siano sufficientemente vicini a quelli ideali.
