NE555 in configurazione Monostabile
In figura è riportato un esempio di MONOSTABILE realizzato con il Timer 555. Anche qui il Led ha il solo scopo di visualizzare in modo immediato lo stato dell’uscita.
Da notare la presenza del solo tasto di START, in quanto il precedente tasto di stop è qui sostituito da un gruppo RC.
Risultano ben evidenziati i due componenti R e C, determinanti per il funzionamento. Da notare che C è collegato ai pin 6 e 7 del 555
Da notare la presenza del solo tasto di START, in quanto il precedente tasto di stop è qui sostituito da un gruppo RC.
Risultano ben evidenziati i due componenti R e C, determinanti per il funzionamento. Da notare che C è collegato ai pin 6 e 7 del 555
Funzionamento :
Quando il tasto di START non è premuto, il pin 2 è a livello alto e risulta quindi disattivo.
Per semplicità, supponiamo che il condensatore C sia inizialmente scarico e l’uscita bassa.
La tensione di C continua a salire e tenderebbe ad arrivare al valore Vcc, come in un normale ciclo di carica capacitiva. Tale tensione è però applicata al pin 6 del 555: quando essa supera i 2/3Vcc diviene vera l’affermazione n.2 e l’uscita torna bassa.
Chiameremo Ton il tempo in cui l’uscita rimane alta:
Ton = 1,1·R·C
Il valore 1,1 va preso per buono, perché deriva da un calcolo matematico che non si ritiene opportuno riportare in questa sede.
I grafici sotto riportati mostrano l’andamento della tensione sul pin 2, in uscita sul pin 3 e sul condensatore pin 6.
Per semplicità, supponiamo che il condensatore C sia inizialmente scarico e l’uscita bassa.
- L’uscita bassa rende vera l’affermazione n.3, quindi l’interruttore interno risulta chiuso a massa. Il condensatore viene quindi tenuto scarico, in quanto i suoi terminali sono entrambi a massa. Anche la corrente che scorre attraverso R va direttamente a massa tramite il pin 7.
La situazione di uscita bassa risulta quindi stabile, per un tempo indefinito.
- L’uscita va alta solo quando viene premuto START: in questo caso il pin 2 va a massa, ad un livello inferiore a 1/3Vcc e quindi risulta vera l’affermazione n.1
La tensione di C continua a salire e tenderebbe ad arrivare al valore Vcc, come in un normale ciclo di carica capacitiva. Tale tensione è però applicata al pin 6 del 555: quando essa supera i 2/3Vcc diviene vera l’affermazione n.2 e l’uscita torna bassa.
- L’interruttore interno si richiude a massa e provoca la rapida scarica di C, riportando il circuito nelle condizioni iniziali di stabilità con uscita bassa.
Chiameremo Ton il tempo in cui l’uscita rimane alta:
Ton = 1,1·R·C
Il valore 1,1 va preso per buono, perché deriva da un calcolo matematico che non si ritiene opportuno riportare in questa sede.
I grafici sotto riportati mostrano l’andamento della tensione sul pin 2, in uscita sul pin 3 e sul condensatore pin 6.
Esempi di Calcolo
- Se si conoscono i valori di R e C, per calcolare il tempo di accensione Ton basta applicare la formula sopra riportata.
- Se invece si conosce il Ton desiderato e da esso si devono ricavare i due valori di R e C, la situazione si fa un po’ più complessa, come sempre accade quando si deve progettare. In pratica occorre fissare “a caso” uno dei due valori (di solito C) e ricavare poi l’altro valore (R).
Per il 555 il costruttore suggerisce valori di resistenza compresi tra 1K e 10M, e valori di capacità tra 1nF e 100uF.
Viene fornito anche un diagramma rapido di calcolo, riportato sotto, dove RA corrisponde a quella che abbiamo chiamato semplicemente R. In esso si possono ritrovale i limiti di accettabilità appena detti.
E’ bene lavorare il più possibile al centro del diagramma.
Vediamo come si usa: supponiamo di volere un Ton di 1/100s, quindi 10-2s. Va individuato tale tempo nell’asse verticale e poi bisogna andare a cercare una coppia di valori R e C (R sulle linee oblique, C sull’asse orizzontale).
Una volta individuato un valore accettabile di C (nel nostro esempio 100nF) si perfeziona il calcolo di R, ricavandolo dalla formula Ton=1,1 R C, per cui R=Ton/(1,1 C), cioè R=90K.
Vi sono più vie per ottenere lo stesso risultato. E’ normale nella progettazione.
- Per l’esempio fatto, si potrebbe prendere la coppia R=10M C=1nF, ma anche R=1M C=10nF, ma anche R=100K C=100nF, ma anche R=10K C=1uF, o infine R=1K C=10uF. Quale è la scelta più opportuna? Direi quella intermedia R=100K C=100nF.
Una volta individuato un valore accettabile di C (nel nostro esempio 100nF) si perfeziona il calcolo di R, ricavandolo dalla formula Ton=1,1 R C, per cui R=Ton/(1,1 C), cioè R=90K.
- Facciamo un altro esempio: Ton= 2/10s. Scelgo un C intermedio, C=1uF, poi R=180K.
- Un ultimo esempio: Ton=30us. Scelgo un C intermedio, C=5,6nF , poi R=4,8K.
Vi sono più vie per ottenere lo stesso risultato. E’ normale nella progettazione.