ASTABILE con Timer 555

ASTABILE con Timer 555
Il circuito visualizzato è un ASTABILE cioè un
generatore di onda quadra, adatto per fare
lampeggiare un led, far suonare un buzzer
(cicalino)…
I componenti fondamentali per il
funzionamento sono RA RB e C. Il condensatore
C è collegato ai pin 2 e 6 del circuito integrato
555.
Funzionamento
Inizialmente il condensatore C è scarico.
Il pin 2 (Trigger) è collegato a C e si trova a
livello inferiore a 1/3 di Vcc, quindi l’uscita
diventa subito alta (il trigger se inferiore a 1/3
di Vcc “spara” alta l’uscita, pin 3) .
Se l’uscita è alta, l’interruttore interno T1 si
apre e permette la carica del condensatore C
attraverso le due resistenze RA e RB (vedi
tratteggio a linee lunghe). La tensione su C
cresce verso il valore Vcc, ma quando supera
2/3Vcc il pin 6 (Threshold) riporta basso il livello dell’uscita.
Se l’uscita è bassa, l’interruttore interno T1 si chiude nuovamente portando a massa il pin 7 e
quindi il terminale alto di RB. Si ha quindi la scarica del condensatore C, che avviene attraverso la
sola RB (vedi tratteggio a linee corte).
Quando però la tensione su C (collegata anche al pin 2) scende sotto 1/3Vcc l’uscita torna alta e il
ciclo si ripete di continuo.
Le due forme d’onda visualizzano rispettivamente:
•
Vc e cioè la V sul condensatore C (pin 2-6) rispetto a massa. Se il circuito è alimentato a
+12V, la V massima che raggiungerà C sarà 8V (2/3 di Vcc), mentre la V minima sarà di 4V.
• Vout che è la V all’uscita (pin 3) dell’integrato 555 (sempre misurata rispetto a massa cioè il
negativo dell’alimentazione). Se il circuito è alimentato a +12V, la V massima di uscita sarà
12V (+Vcc) mentre la minima sarà 0V.
Le forme d’onda sono naturalmente visualizzabili con un oscilloscopio.
Si nota che i due stati alto e basso dell’uscita sono entrambi instabili, per cui siamo in
presenza di un ASTABILE, con continui passaggi alto-basso e viceversa, senza alcun intervento
dall’esterno.
La fase di carica (individuata nelle forme d’onda con TH in quanto in questa fase l’uscita è alta)
avviene attraverso RA ed RB ed ha una durata proporzionale alla costante di tempo (RA+RB)·C e
precisamente: TH = 0,7 (RA + RB)·C ; se RA è molto più piccolo di RB allora possiamo semplificare
la formula in
TH = 0,7 RB · C
La fase di scarica (individuata nelle forme d’onda con TL) avviene invece solo attraverso RB sempre
con una durata proporzionale alla costante di tempo RB·C e precisamente: TL = 0,7 RB·C
Le due fasi si ripetono periodicamente nel tempo con periodo complessivo T uguale a:
T = TH + TL = (0,7 RB · C) + (0,7 RB · C) = 1,4 RB · C quindi: T = 1,4 RB · C
La frequenza f corrispondente vale: f = 1/T
Per il progetto del circuito come dati di partenza si conosce la f desiderata da cui si ricava T. A
questo punto avendo due incognite (RB e C) si fissa C (ad es. 10nF se la f è alcuni KHz) e quindi si
calcola RB. La RA si fissa come minimo 5 – 10KOhm.
Se la RA è << di RB si avrà TH = TL e quindi la forma d’onda è simmetrica o detto diversamente ha un
duty cicle uguale al 50% (TH è la metà del periodo T). In caso contrario avremo un duty cicle
maggiore del 50%.