O 555 , Astavél Básico mas eficiente.

Na internet está cheio de material sobre o famoso c.i. 555,alguns muito bem elaborados e outros nem tanto, oque eu pretendo é mostrar este componente de uma forma mais simples possível.

A minha idéia e fazer um texto voltado para aqueles que ainda estão começando no mundo fascinante das montagens eletrônicas , também para os estudantes ou simplesmente aqueles que queiram relembrar o funcionamento do timer 555.
Antes de entrarmos no assunto do astavel,que como disse no titulo deste tópico basico mais eficiente,é importante entender como é esse tal 555.

O circuito integrado 555 é usado em circuitos temporizados, osciladores, moduladores de freqüência, gerador de pulso etc.. compativel com as famílias lógicas CMOS e TTL.,a faixa de  tensão de alimentação "VCC" vai de 4,5 a 18V e a corrente máxima de saida é 200mA.

Como podemos ver no desenho abaixo seu invólucro é DIL(Dual In Line) de 8 Pinos..

Pino 1 ( Ground )  - Alimentação negativa.

Pino 2 (Disparo ) - Uma queda de tensão neste pino no valor de 1/3 de VCC causa a mudança de estado do CI passando a saída (Pino 3) de zero volts a VCC.

Pino 3 ( Saída ) - Com o CI em estado desarmado se encontra em zero volts, passando a VCC quando é disparado.

Pino 4 ( Reset ) - Uso normal em VCC. Quando ligado a terra provoca o desarme do CI, passando a saída de VCC para terra.

Pino 5 ( Tensão de controle ) - É ligado internamente ao divisor de tensão no ponto de nível 2/3 de VCC.

Pino 6 ( Limiar ) - Ponto da coleta de amostragem de tensão na malha de temporização externa.

Pino 7 ( Descarga ) - Ligado internamente ao coletor do transisor T, este entra em saturação quando o CI é resetado.

Pino 8 ( +VCC ) - Alimentação de 4,5 a 18V.

Acho que seria interessante relembrar-mos um pouco alguns componentes e suas caracteristicas para depois abordar o 555 com mais facilidade,veremos então o funcionamento dos circuitos com resistores em série: Conforme a figura abaixo,e sem muita matemática, podemos rapidamente afirmar os niveís de tensão nos pontos A e B devido aos valores dos resistores ser todos iguais e um unico valor de corrente para o circuito , então temos quedas de tensões iguais em cada resistor.

Um divisor resistivo como oque acabamos de relembrar existe dentro do C.I. 555, e ele é o responsável em determinar as tensões de referência para os amplificadores operacionais ( sim, é isso mesmo ,pois internamente, o 555 possui dois amplificadores operacionais) que realizam a função de comparadores de nível de tensão para o , Disparo (pino 2) e ou Limiar ( pino 6).         

Vamos ver como estes amplificadores operacionais fazem estas comparações de tensão.

Observe a figura abaixo:

Veja que tentei ser o mais simplório possível no desenho ,que como disse anteriormente, o intuito é apenas relembrarmos o funcionamento.

No primeiro caso o amplificador Op. terá na saida um nível de tensão baixo quando no pino 6 aparecer uma tensão de nível menor que 2/3Vcc.

Já no segundo caso o amplificador Op. terá na sua saida um nível de tensão alta quando no pino 2 aparecer uma tensão de nível menor que 1/3Vcc.

Agora vamos juntar o que vimos acima , ou seja, um divisor resistivo usado para obter as tensões de referências com mais dois amplificadores operacionais que irão comparar estas tensões.

Oque temos na figura abaixo nada mais é do que uma parte do funcionamento interno do c.i. 555.

Para dar-mos sequência em nosso raciocínio,necessitamos também de compreender o funcionamento de uma unidade de memória de um bit o famoso  flip-flop tipo RS.

O Flip-Flop funcionam como um elemento de memória por armazenar níveis lógicos temporariamente. São chamados de biestáveis porque possuem dois estados lógicos estáveis, geralmente representados por “0” e “1”. conforme a figura abaixo:

 Veja que junto ao desenho temos a tal tabela verdade com as possibilidades de estados lógicos.
No flip flop interno ao 555 a saida Q não é utilizada.

Agora unindo oque vimos até aqui resulta no diagrama da figura acima.
Nosso 555 está quase completo,mas ainda faltam dois componentes a serem visto,vamos verificar como age uma porta lógica inversora, ou porta NOT,como chamam alguns.
Pois é ,está porta é muito simples,o nível lógico da saida é sempre o inverso da nível lógico da entrada.
Confira no desenho da porta inversora a tabela verdade.

Passamos agora a analisar como se comporta o transistor N-P-N trabalhando como chaveador dentro do 555.

Quando temos um potencial positivo em seu terminal Base,este passa a conduzir do terminal Emissor para o terminal coletor,que assim atua como uma chave fechada eletricamente.
Mas quando o potencial de sua Base fica negativo,ele entra em corte ,ou seja, deixa de conduzir entre emissor e coletor fazendo então o papel de chave eletricamente aberta.
Bom visto o funcionamento de todos estes componentes ,observe a figura abaixo onde todos eles se juntam para dar a forma interna do c.i. 555.

No desenho acima estão os componentes interno ao 555,agora daqui em diante vamos analisar o funcionamento do 555 como astável.
                                            O astável.
 O astável é um circuito eletronico que possue dois estados, mas nenhum é estavel,ou seja, não permanece em um unico estado, e o circuito fica oscilando entre dois valores.
Para formar um astável precisamos acrescentar alguns componentes externos formando o circuito como na figura abaixo:

Veja que acrescentando dois resistores R1 e R2 e mais um capacitor C1 ,que aqui é eletrolítico ,formamos um circuito RC que tem sua carga e descarga controlada e monitorada pelo 555.
Neste exemplo não iremos colocar valores aos componentes ,pois a intenção é apenas didatica.
O pino 4 é um reset do Flip-Flop,quando colocado no nivel -vcc ele leva a saida Q do Flip-Flop para o nivel 1,de repouso.
O capacitor C2  faz um filtro na tensão de referência.
Vamos ao funcionamento:
Quando energizamos a fonte do circuito,inicia-se a carga do capacitor C1 através dos resistores R1 e R2,neste momento a tensão presente no pino 2 do 555 é quase 0 Volts,o comparador A2,pino 2, sente este nível de tensão abaixo de sua referência que é de 1/3 de Vcc e sua saida é ativada "saida alta" fazendo com que o FF "daqui prá frente trataremos o FF como sendo o Flip-Flop",tenha sua entrada set ativa ,assim sua saida Q barrada ficará em nivel alto.
Esta saida do FF esta ligada a entrada do inversor(que também faz a função de drive de corrente) e a base  transistor P-N-P,fazendo com que apareça um nivel alto no pino 3 do 555 e leva o transistor ao corte (chave aberta).
O circuito pernanece assim até que a carga de C1 atinja um potêncial  igual ou acima de 2/3 Vcc,quando isso acontece o amplificador A1 "sente" esta diferença em relação a sua referência e manda um nível "alto" para sua saida,que faz com que o FF tenha sua entrada Reset ativada,com isso o FF coloca sua saida Q barrado ao nível baixo,como o transistor N-P-N e o inversor estão ali conectados ,o pino 3 do 555 vai para nível baixo, e o transistor tem sua base polarizada e passa a conduzir entre coletor e emissor,levando um potêncial negatico "GND" ao resistor R2 que tem como tarefa agora descarregar o capacitor C1.
Com a descarga em andamento, C1 ao atingir 1/3Vcc em seu terminal positivo(+), e inicia um novo ciclo através  do amplificador operacional A2. 

Este artigo é dedicado ao mestre Wellington Melo.