O modo multivibrador astável do temporizador 555 IC também é chamado de modo de execução livre ou de disparo automático. Ao contrário do modo Multivibrador monoestável, ele não tem nenhum estado estável, ele tem dois estados quase estáveis (HIGH e LOW). Nenhum disparo externo é necessário no modo Astable, ele alterna automaticamente seus dois estados em um intervalo específico, portanto, gera uma forma de onda retangular. Esta duração de tempo de saída HIGH e LOW foi determinada pelos resistores externos (R1 e R2) e um capacitor (C1). O modo astável funciona como um circuito oscilador, no qual a saída oscila em uma determinada frequência e gera pulsos em forma de onda retangular.
Usando 555 IC timer, podemos gerar tempo preciso de duração de saída ALTA e BAIXA, de micro segundos a horas, é por isso que o 555 é um IC muito popular e versátil. Antes de prosseguir, você deve saber sobre o IC do temporizador 555 e seus PINs. Aqui está uma breve descrição sobre seus PINs.
Pino 1. Terra: este pino deve ser conectado ao terra.
Pino 2. TRIGGER: O pino de disparo é arrastado da entrada negativa do comparador dois. A saída do comparador inferior é conectada ao pino SET do flip-flop. Um pulso negativo (<Vcc / 3) neste pino define o flip-flop e a saída fica alta.
Pino 3. SAÍDA: Este pino também não tem função especial. Este é o pino de saída onde o Load está conectado. Ele pode ser usado como fonte ou dreno e conduzir até 200mA de corrente.
Pino 4. Reinicializar: Há um flip-flop no chip do cronômetro. O pino de reset está diretamente conectado ao MR (Master Reset) do flip-flop. Este é um pino baixo ativo e normalmente conectado ao VCC para evitar um reset acidental.
Pino 5. Pino de controle: O pino de controle é conectado ao pino de entrada negativa do comparador um. A largura do pulso de saída pode ser controlada pela aplicação de tensão neste pino, independentemente da rede RC. Normalmente este pino é puxado para baixo com um capacitor (0,01uF), para evitar interferência de ruído indesejado com o funcionamento.
Pino 6. THRESHOLD: A voltagem do pino limite determina quando reiniciar o flip-flop no cronômetro. O pino de limite é obtido da entrada positiva do comparador superior. Se o pino de controle estiver aberto, uma tensão igual ou superior a VCC * (2/3) reinicializará o flip-flop. Portanto, a saída fica baixa.
Pino 7. DESCARGA: Este pino é retirado do coletor aberto do transistor. Já que o transistor (no qual o pino de descarga foi levado, Q1) teve sua base conectada a Qbar. Sempre que a saída fica baixa ou o flip-flop é reiniciado, o pino de descarga é puxado para o solo e o capacitor descarrega.
Pino 8. Alimentação ou VCC: É conectado à tensão positiva (+ 3,6 V a + 15 V).
Operação do modo Astable Multivibrator do temporizador 555 IC:
- Quando a alimentação é inicialmente LIGADA, a tensão do Trigger Pin está abaixo de Vcc / 3, o que torna a saída do comparador inferior HIGH e SETS o flip-flop e a saída do chip 555 é HIGH.
- Isso torna o transistor Q1 DESLIGADO, porque Qbar, Q '= 0 é aplicado diretamente à base do transistor. Como o transistor está DESLIGADO, o capacitor C1 começa a carregar e quando é carregado a uma tensão acima de Vcc / 3, a saída do comparador inferior torna-se BAIXA (o comparador superior também está em BAIXO) e a saída do flip-flop permanece a mesma que a anterior (saída 555 permanece ALTO).
- Agora, quando a carga do capacitor atinge uma tensão acima de 2/3 Vcc, a tensão da extremidade não inversora (Limite PIN 6) torna-se mais alta do que a extremidade invertida do comparador. Isso torna a saída do comparador superior HIGH e reinicializa o flip-flop, a saída do chip 555 torna-se LOW.
- Assim que a saída de 555 ficar BAIXA significa Q '= 1, então o transistor Q1 torna-se LIGADO e provoca um curto-circuito no capacitor C1 ao terra. Assim, o capacitor C1 começa a descarregar para o solo através do PIN de Descarga 7 e do resistor R2.
- Conforme a tensão do capacitor desce abaixo de 2/3 Vcc, a saída superior do comparador torna-se BAIXA, agora o SR Flip-flop permanece no estado anterior, pois ambos os comparadores estão BAIXOS.
- Durante a descarga, quando a tensão do capacitor cai abaixo de Vcc / 3, isso torna a saída do comparador inferior HIGH (o comparador superior permanece BAIXO) e define o flip-flop novamente e a saída 555 torna-se HIGH.
- O transistor Q1 é desligado e novamente o capacitor C1 começa a carregar.
Este carregamento e descarregamento do capacitor continua e uma onda de saída oscilante retangular para é gerada. Enquanto o capacitor está recebendo carga, a saída de 555 é HIGH, e enquanto o capacitor está recebendo a saída de descarga será BAIXA. Portanto, isso é chamado de modo Astable porque nenhum dos estados é estável e 555 automaticamente alterna seu estado de HIGH para LOW e LOW para HIGH, por isso é chamado de Multivibrador de execução livre.
Agora a duração de OUTPUT HIGH e OUTPUT LOW é determinada pelos resistores R1 e R2 e pelo capacitor C1. Isso pode ser calculado usando as fórmulas abaixo:
Tempo máximo (segundos) T1 = 0,693 * (R1 + R2) * C1
Tempo mínimo (segundos) T2 = 0,693 * R2 * C1
Período de tempo T = Tempo máximo + Tempo mínimo = 0,693 * (R1 + 2 * R2) * C1
Freqeuncy f = 1 / Período de tempo = 1 / 0,693 * (R1 + 2 * R2) * C1 = 1,44 / (R1 + 2 * R2) * C1
Ciclo de trabalho: o ciclo de trabalho é a proporção do tempo em que a saída é ALTA em relação ao tempo total.
% Do ciclo de trabalho: (Tempo ALTO / Tempo total) * 100 = (T1 / T) * 100 = (R1 + R2) / (R1 + 2 * R2) * 100
Você também pode usar este 555 Timer Astable Calculator para calcular os valores acima.
Aqui está a demonstração prática do modo Astable do CI 555 temporizador, onde conectamos um LED na saída do CI 555. Neste circuito multivibrador 555 astável, o LED irá LIGAR e DESLIGAR automaticamente com uma duração particular. O tempo ON, o tempo OFF, a frequência, etc. podem ser calculados usando as fórmulas acima.
A figura acima mostra o diagrama do circuito multivibrador astável do temporizador 555. Você pode encontrar muitos circuitos e aplicativos usando o modo astável em 555 circuitos de temporizador.