NE555 configurazione astabile

agosto 12th, 2011 | Posted by Marco Plessi in Elettronica | Visite: 5.434

NE555 è uno dei più “antichi integrati” uno dei primi costruiti, ma nonostante ciò contnua ad essere utilizzatissimo in campo hobbistico (in campo aziendale oramai si usano solo i PIC).

In questa guida impareremo ad utilizzarlo come Astabile, ovvero oscillatore.

Ecco una sua foto:

NE555Nfull

Come potete vedere è in un contenitore DIP plastico a 4 + 4 pin.
Lo schema interno è questo:

schema-interno-ne555

sulla sinistra c’è una catena resistiva composta da 3 resistenze da 5 kOhm (da qui il nome 555), che fornisco ai comparatori 1/3 di Vcc e 2/3 di Vcc (che servirà per la carica e la scarica del condensatore), sotto c’è un transistor BJT che serve per scaricare il condensatore (quello che dara il clock). La parte con il flipflop e il NOT, viene sempre utilizzata, ma in modi diversi, ad esempio in modalità ASTABILE il flipflop ha il compito di fornire l’onda quadra, ed è comandato dai due comparatori.

CONFIGURAZIONE ASTABILE (oscillatore)

NE555 in configurazione astabile funziona come un oscillatore, ha cioè in uscita un’ONDA QUADRA totalmente personalizzabile.
(per questa configurazione il duty cicle non può essere minore del 50%, unico limite)
Questa onda quadra si determina con dei calcoli.
Lo schema è il seguente:

NE555_astabile_schema

Il grafico è il seguente

ONDA_QUADRA

Come si può vedere, rappresenta l’onda quadra in uscita dall’NE555.

Le due formule principali sono queste:

t1 = 0,7 x C1 x R2
t2 = 0,7 x (R1 + R2) x C1

Tutti i valori di resistenza sono in OHM e quelli di capacità in FARAD.
Quindi ricordatevi di fare l’equivalenza altrimenti si sbaglia tutto.

t1 è il tempo in cui l’onda rimane BASSA
t2 è il tempo in cui rimane ALTA

Quindi per ricavare i valori di resistenze e condensatori necessari per ottenere l’onda quadra desiderata si procede nel seguente modo:

1) IMPOSTAZIONE DEI VALORI

Per prima cosa è necessario impostare i valori dell’onda quadra:

f = frequenza in Hz
quindi il periodo, facendo 1 / T

t1 e t2 =
i tempi in cui il segnale rimane alto o basso,
t1 = alto
t2 = basso
ovviamente si pone un condizione che è:
t1 + t2 = T

e da qui il duty cicle:
si esprime in percentuale ed il tempo in cui l’oscillazione sta a livello alto,
cioè la parte di onda che equivale a ON (nel grafco la parte alta in mezzo)
e si calcola così :

t1 / T

Dove t1 è il tempo in cui il segnale rimane alto, e T il periodo totale.

2) RICAVO DEL VALORE DI C1 (o di R2)

Si fissa il valore di R2, a caso, ma tenendo conto sia dei valori di resistenze a disposizione, sia del fatto che si aggira dai 10 Ohm a 1 KOhm.
Si utilizza la formula inversa che è:

C1 = t1 / (0,7 x R2)

Se si ha il valore di C1 e si vuole ricavare il valore della R2:

R2 = t1 / (0,7 x C1)

(resistenze = Ohm
capacità = Farad)
Queste non sono altro che le formule inverse di  t1 = 0,7 x C1 x R2 (la formula citata all’inizio), che come base di matematica, ogni hobbista elettronico deve avere.

3) RICAVO DEL VALORE DI R1

Avendo ricavato nel punto 2 i valori di C1 e R2, possiamo ricavare ora il valore della resistenza R1, con la seguente formula:

R1 = [ t2 / (0,7 x C1)] – R2

4) COSTRUZIONE DEL CIRCUITO

Adesso non resta che costruire il circuito sostituendo a R1, R2 e C1 i valori ottenuti nei calcoli.

ESEMPIO:

problema: Serve un onda quadra di 200 Hz, con un duty cicle del 25 %.

1) DATI

f = 1 / T  –>  T = 1 / f

T = 1 / 200 = 0,005 s

duty cicle = 25 %

δ = t1 / T  –>  t1 = T / δ

t1 = 0,005 / 25 = 0,0002 s

t2 = T – t1

t2 = 0,005 – 0,0002 = 0,0048 s

2) RICAVARE C1

Ipotizzo il valore di R2 = 220 Ohm

C1 = t1 / (0,7 x R2)

C1 = 0,0002 / (0,7 x 220) = 0,00000129 F

0,00000129 F = 1,2 uF

3) RICAVARE R1

R1 = [ t2 / (0,7 x C1)] – R2

R1 = [0,0048 / (0,7 x 0,00000129)] – 220

R1 = 5315 – 220

R1 = 5095 Ohm

E TUTTI I COMPONENTI SONO CALCOLATI.

Ovviamente per via dei valori delle resistenze commerciali diversi da quelle dei calcoli (e anche per i condensatori) la frequenza e il duty cicle non saranno esatti.

(questo articolo proviene dal vecchio sito. Visualizzazioni al momento della migrazione: 1416)

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