TEMPORIZZATORE CON Ic NE 555 ( a cura del prof A. GARRO ) SCHEMA A BLOCCHI : NE555 1 T. reset (4) VCC R6 10K. C5 10uF

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1 TEMPOIZZATOE CON Ic NE 555 ( a cura del prof A GAO ) SCHEMA A BLOCCHI : M (8) NE555 00K C7 00uF STAT S 4 K C6 0uF (6) (5) () TH C T A B 0 0 Q S Q rese T DIS (7) OUT () 0 T T09*()*C7 (sec) GND () (4) 6 0K C5 0uF Il circuio è formao da due comparaori ( A e B ), da un flipflop di ipo S che piloa con la sua uscia negaa Q un buffer inverene di poenza con la funzione di piloare un carico in uscia ( Icarico < 00mA ) Un pariore resisivo composo da resisori in serie di uguale valore ( ) impongono una ensione di riferimeno pari a / all ingresso inverene del comparaore A e una ensione di / all ingresso non inverene del comparaore B L uscia dei due comparaori assume un valore prossimo alla se in ingresso >, viceversa se > l uscia assumerà un valore prossimo a 0 olle uscie dei comparaori A e B aiveranno col suo frone di salia 0 rispeivamene l ingresso S e del FF Un ransisore piloao in base dall uscia negaa Q del FF assumerà due soli possibili sai ( inerdizione o saurazione ) Analizziamo il funzionameno del circuio in figura con l aggiuna di componeni eserni all Ic 555 All accensione il condensaore C5 essendo inizialmene scarico c0ol renderà aivo il rese del FF che forzerà l uscia Q a livello logico 0 ( 0 ol ) impedendo qualsiasi commuazione casuale del FF L uscia negaa Q a livello logico ( ) manderà in saurazione il ransisore ( ce 0, ol )e ramie il buffer inverene l uscia ( pin ) assumerà valore ou 0 ol La ce del BJT sarà anche la ensione ai capi di C7 che sarà bloccaa a 0 ol impedendogli di caricarsi al valore, con cosane di empo ( ) * C7 Inano il condensaore C5 ha erminao la sua carica ( c5 )e quindi da queso momeno il rese del FF è disaivao Le uscie dei due comparaori si rovano enrambi a 0 ol Se adesso premiamo il pulsane di sar, all ingresso del comparaore B si avrà > e quindi la sua uscia passerà da 0 a,aivando l ingresso S ( se ) del FF che porerà a sua vola l uscia Q a ( )L uscia negaa Q del FF sarà quindi 0 ( 0 ol ),il BJT passerà in inerdizione e l uscia ( pin ) assumerà valore ( )A queso puno il BJT essendo passao in inerdizione non bloccherà più la carica del condensaore C7 che porà adesso caricarsi per

2 un cero empo fino a raggiungere una C 7 Appena raggiuno e superao queso valore il comparaore A commuerà la sua uscia 0 e aiverà l ingresso (rese) del FF che commuerà l uscia Q 0 L uscia Q sarà e l OUT del 555 (pin ) riornerà a 0 Quindi il empo in cui L OUT del Ic 555 è a livello alo ( aivo ) è sosanzialmene il empo occorrene al condensaore C7 per raggiungere una sua ensione di carica uguale a SCHEMA APPLICATIO : JP alim mm C 0 uf ch00/00/00 C 00uF cv 400/00 S STAT sil K K C 0uF ch00/00/00 D N400 dioden D4 N400 dioden 5 0K C4 0uF ch00/00/00 6 0K C5 0uF cv 5/ T C C6 0uF ch00/00/00 8 GND Q DIS 7 TH 6 U NE555 8dil00 K 7 Q M v res 00K 47K C7 00uF cv 400/00 D D LED diodeled N400 dioden 9 47 k N7 o5a K ELAY 6dil00 JP ou mm Tile TEMPOIZZATOE Size Documen Number ev A ITI OMA NOAA 00 Dae: Saurday, November, 005 Shee of In riferimeno allo schema del imer a 555, rispondere alle segueni domande: T 09 C Dimosra e analizza perché ( ) 7 c * e C C * e e C e C l ln C n * l n e e C l n l n ln * * C C C ( )* 7,09* C

3 Quana correne araverserebbe il LED se fosse da 470 ohm? ( LED 8 e Q 0) led CE I led I IQ I I I,8 0, I led, cc led Q led ma 470Ω Quale funzione svolge D? 8 8 D ELE' L 0mH D L 0mH ELE' Q 0K ON OFF S Il BJT Q in conduzione (saurazione) possiamo supporlo equivalene ad una resisenza di bassissimo valore ( ohm), menre quando non è in conduzione (inerdizione) il suo valore possiamo rienerlo equivalene ad un resisenza di alo valore >(0 Kohm) Durane la conduzione del BJT l induanza a regime si compora come un coro circuio, per cui la I 00mA 8Ω Ω Il diodo,polarizzao inversamene, non conduce correne La CE I * Ω 00mA * Ω 0, ol Nell isane in cui il BJT commua e va in inerdizione, la sua resisenza equivalene sarà di 0 KΩL induanza della bobina maniene la sessa correne di prima della commuazione,diminuendo il suo valore gradualmene con cosane di empo L /, per cui,almeno isananeamene, sarà la CE x I 0 K * 00mA 000 ol Quesa sovraensione, presene ai capi del BJT lo danneggerebbe, ma il diodo essendo adesso polarizzao direamene, enra in conduzione isananeamene e con la sua D 0,5 ol, impone un abbassameno immediao della ensione CE 000 ol ad un valore a regime ce *0KΩ, 86ol 8Ω 0KΩ Possiamo quindi affermare che la funzione del diodo D è quella di proeggere il ransisore dalla presenza di una elevaa sovraensione presene ra il suo colleore ed emeiore ( CE ) nell isane della commuazione saurazione inerdizione

4 4 Che cosa succederebbe se D fosse saldao al conrario? 8 8 D ELE' L 0mH D ELE' L 0mH Q 0K ON OFF S In queso caso il diodo è in polarizzazione direa e quando il BJT è in conduzione ce d 0,5 avremmo nel ramo una correne I 5,75A Sia il diodo che BJT BJT Ω il BJT porebbero non sopporare queso alo valore di correne e danneggiarsi Olreuo il diodo non avrebbe più la funzione di proezione conro la sovraensione (000 ol) dovua all induanza della bobina durane la commuazione ON OFF 5 Quale funzione svolgono i diodi D e D4? Servono a proeggere l inegrao da evenuali sovraensioni preseni all ingresso che porebbero danneggiarlo, limiando l escursione della ensione presene nel pin del Ic 555 ad un valore di (0,5) e ( 00,5) cioè da,5 a 0,5 IN 8 K D T C GND Q DIS TH U NE555 Per IN > CC il diodo D è polarizzao direamene, quindi è in conduzione Sarà quindi IN CC 8 D ( ) ( ) ( ) IN CC IN CC IN CC IN D CC D CC D per : D 0, 5ol 0, 5 U IN 8 K D4 T C GND Q DIS TH NE555 Per IN < 0ol (valori della ensione d ingresso negaivi) è invece polarizzao direamene il diodo D4 che sarà quindi in conduzione Si avrà IN 8 D4

5 [ ( )] IN IN D4 IN IN D4 0, 5 D4 6 Che cosa succede se si collega una resisenza da 5 Kohm fra il pin 5 e? ( 5 /*) *( 4) *( ) 9, 6ol 4, In queso caso lo sao d uscia ON del imer viene deerminao dal empo necessario al condensaore C7 a raggiungere un valore di 9,6 ol, diverso dal valore precedene di 8 ol (/ ),con un alimenazione ol e senza la resisenza aggiuna Conseguenza di ciò avremmo un empo ON del imer diverso (maggiore) da quello definio T 09 C dalla espressione ( ) 7 7 Quali sarebbero i empi massimi e minimi con un condensaore C7 da µf? ( ) 7 T 09 C T max,09*(0 T min,09* *0 6 5 )*0 6 0,09 sec,99 sec 8 Che cosa succede se si scambiano 4 e il pulsane S? 4 S 8,K K 5 0K 555 A riposo con il pulsane apero la *( 8 4) *(,K K ), 9ol K,K K

6 La,9 è minore dei 4 vol preseni all ingresso del comparaore B,per cui il FF sarebbe sempre aivo all ingresso S (sar) e l uscia del imer sarebbe sempre ON Finio un ciclo ON, il FF si verrebbe a rovare con i due ingressi S e ; condizione di blocco per il funzionameno del FF iceversa,premendo il pulsane, il pin sarebbe sempre agganciao alla e l uscia del imer sarebbe sempre OFF 9 Che cosa succede se non si salda il condensaore C5? Il pin 4 del rese sarebbe sempre disaivao perché agganciao a ed il imer all accensione non avrebbe momenaneamene l uscia forzaa a 0 ma uno sao ON o OFF casuale 0 Con l uscia del 555 (pin ) è possibile piloare una pora logica TTL? A quali condizioni? Si a condizione che la 5 ol oppure si inserisca in uscia (pin ) un pariore resisivo che limii la ou a 5 ol Dove alrimeni sarebbe possibile collegare il diodo LED di segnalazione? Avendo un diodo led in conduzione una correne Imax 0 ma, può essere piloao direamene in uscia (pin ), poendo ques uscia piloare carichi fino a 00 ma Dire almeno un caso in cui è indispensabile la presenza del relè L uso del relè è indispensabile quando si devono piloare carichi che prevedono un assorbimeno di correne olre i 00mA (sia in ensione coninua che alernaa), quando necessiano di una ensione d alimenazione in alernaa (per qualsiasi valore); per esempio l uso del imer per l accensione delle luci delle scale in un condominio; Che cosa succederebbe se al poso di 8 saldassimo una resisenza da 0 Kohm? 4 K 5 0K S 0K Quando chiudiamo il pulsane avremmo : * 8 *0K 6ol 5 8 0K! 0K La 6 sarebbe sempre superiore ai 4 ( / ) preseni all ingresso del comparaore B e di conseguenza non si avrebbe mai la commuazione dell uscia del suddeo comparaore, necessaria per aivare lo sao d uscia ON del imer 4 Quali sono i valori correi di ensione da applicare al pin del 555 per avviare la emporizzazione? Perché? La commuazione dell uscia del imer da OFF a ON avviene quando il valore della ( pin del 555 ) scende soo il valore di riferimeno di 4 ol (/ ), quindi per valori che vanno do 0 ol a 4 ol,perché solo in quese condizioni il comparaore B

7 può commuare e dare all ingresso S (sar ) del FF l impulso necessario per la commuazione dello sao logico d uscia ( Q ) Quindi per 0 < < 5 Cosa porebbe accadere se non ci fosse il resisore in serie al rimmer? Il resisore in serie al rimmer, olre ad regolare il empo in cui l uscia del imer è ON funge da resisenza di carico per il BJT inerno all Ic 555Nel caso in cui il rimmer fosse corocircuiao 0 ohm ( Tmin ), senza la il BJT si verrebbe a rovare con una resisenza di carico c 0 danneggiandosi perché araversao da un ala correne I carico 6 Che cosa succede se si scambiano fra di loro 6 e C5? Per essere aivo il rese, il pin 4 deve essere a poenziale 0 ol Con la configurazione seguene, all accensione del circuio, inizialmene il C5 è scarico (corocircuio ) ( c 0 ), la 4 sarà a poenziale e quindi il rese non è aivo Di conseguenza l OUT del imer può assumere uno sao ON o OFF casuale Quando il condensaore si sarà caricao non permeerà il passaggio di correne e di conseguenza la cadua di ensione nella 6 sarà 6 0 ol e quindi il rese sarà da queso isane in poi sempre aivo e bloccherà l OUT del imer sempre a 0 ol _CICLE C Dire almeno un caso in cui sarebbe sao possibile piloare un carico senza relè Per alimenare ed aivare per un empo T, l accensione di lampade o semplici apparecchiaure eleriche o eleroniche che non richiedono una correne superiore a 00 ma ( leori mp, diodi Led, piccoli moorini in correne coninua, lampeggiaori in bassa ensione coninua, ecc ) 8 Che cosa accade se D4 viene inverio? 8,K 5 0K D4 555 Il diodo D4 in queso caso risula polarizzao direamene ed in conduzione ramie la 5 La D4 0,5 ol impone queso valore all ingresso del pin ( 0,5 ol), inerpreao dal Ic 555 come un livello (<4ol) ao a provocare lo sar ( livello ON in uscia ) che si

8 manerrà in modo ripeiivo indipendenemene dallo sao del pulsane Olreuo il D4 non esplicherà più la sua principale funzione di proezione dell ingresso da valori di ensione negaivi ( in < 0,5 ol ) 9 Perché C e C sono sai uilizzai in parallelo anziché uno solo dei due? C ( 0, uf ) serve a filrare disurbi di ala frequenza preseni nella linea di alimenazione : C ( 00 uf ) ha una funzione di filro di livellameno della 0 Se la linea che collega il pulsane all ingresso del circuio è abbasanza lunga,quali problemi porebbero sorgere? Come risolverli? 0 ol I TIME 555 S STAT I I Zin Se il pulsane di sar è poso in posizione remoa rispeo al circuio, con percorsi adiaceni a quelli della ree elerica ogni qualvola si accende un elerodomesico (Aspirapolvere, lavarice, ecc ) i disurbi provocai dalle spazzole dei moori elerici,capai per induzione dai fili del pulsane sono sufficieni ad aivare il imer rendendolo quindi poco affidabile Per esempio, una Zin KΩ (impedenza d ingresso dell apparecchiaura) araversaa da una correne indoa (disurbo) di ma, avrebbe ai suoi capi una in Zin*I KΩ*mA ol, ma se la Zin 00KΩ la in 00KΩ * ma 00 ol E imporane quindi, al fine di ridurre l effeo dei disurbi di linea che la Zin sia la più bassa possibile A al fine si è realizzao uno sadio d ingresso a bassa impedenza cosiuio da 4, C, seguio da un filro passivo composo da 5, C4

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