ISTITUTO TECNICO INDUSTRIALE STATALE

<<E. Fermi>>

72021 FRANCAVILLA FONTANA (Brindisi)

VIA CAPITANO DI CASTRI

Indirizzi: MECCANICA, ELETTRONICA E TELECOMUNICAZIONI, ELETTROTECNICA E AUTOMAZIONE

ANNO SCOLASTICO 2004/2005

LABORATORIO DI ELETTRONICA

COLLAUDARE SPERIMENTALMENTE UN MULTIVIBRATORE MONOSTABILE

CON TIMER NE555

Data: 31/05/2005 Classe: 5 D/Elettronica

Docente : Ing. DE PAOLIS PIETRO STUDENTI : SARACINO FRACESCO

Docente Tecnico: LUPO GUIDO PIETRO CINIERI

Assistente Tecnico di laboratorio: LIGORIO FRANCESCO

Cenni teorici del TIMER NE555

IL Timer NE555 (temporizzatore) è un circuito integrato avente lo scopo di regolare per un tempo prestabilito determinati circuiti. All’interno del circuito integrato vi sono tre resistori uguali avente lo scopo di dividere la tensione di alimentazione Vcc in tre tensioni multiple. Oltre ai resistori vi sono anche all’interno due comparatori; il primo ha una tensione di riferimento sul morsetto invertente pari ha 2Vcc/3, mentre il morsetto non invertente e presente all’esterno dell’integrato, corrispondendo al piedino 6 (soglia). Quando la tensione sul piedino 6 è maggiore di 2Vcc/3 l’uscita del primo comparatore darà un livello logico alto (1), mentre quando la tensione sul pin 6 è inferiore a 2Vcc/3 l’uscita del primo comparatore si porta a un livello basso (0). Il secondo comparatore ha una tensione di riferimento sul morsetto non invertente pari a Vcc/3, mentre quello invertente è presente all’esterno dell’integrato (pin 2) corrispondente al Trigger. Quando la tensione sul pin 2 è maggiore di Vcc/3 l’uscita del secondo comparatore darà un livello logico basso (0), mentre quando la tensione sul pin 2 è inferiore a Vcc/3 l’uscita si porta a livello alto (1). Le due uscite dei comparatori sono applicate in ingresso ad un latch di tipo S-R. Il Latch è un circuito logico avente due ingressi e due uscite. Il primo ingresso detto SET obbliga l’uscita Q a portarsi a 1; il secondo ingresso detto RESET obbliga l’uscita Q a portarsi a 0 quando in ingresso a un livello logico alto.

Nel TIMER NE555 viene utilizzata soltanto l’uscita Q negato; se si trova a livello alto, manda in saturazione il transistor e quindi il pin 7 viene portato a massa permettendo al condensatore di scaricarsi; se invece l’uscita si trova a livello basso il transistor è interdetto, quindi il pin 7 viene isolato dalla massa permettendo la carica del condensatore. Sull’uscita Q negato vi è un invertitore che trasforma l’uscita Q negato in Q, favorendo una elevata corrente d’uscita.

Il Timer viene solitamente utilizzato come multivibratore astabile e bistabile.

Componenti utilizzati:

N°	Ref.	Q.	Descrizione
1	U1	1	Timer NE555
2	R1	1	Resistore a strato 100KW ± 5% 0.25W
3	C1	1	Condensatore non polarizzato 100 uF
4	C2	1	Condensatore non polarizzato 100 nF
5	-	1	Bread board
6	-	20	Cavetti

Strumenti utilizzati per il collaudo:

N°	Ref.	Q.	Descrizione
1	-	1	Alimentatore da banco +5V
2	-	1	Oscilloscopio
3	-	1	Sonde
4	-	1	Tester Digitale
5	-	1	Cronometro

Svolgimento della prova:

Il multivibratore monostabile è un circuito in grado di generare una forma d’onda rettangolare in uscita, però ha bisogno di un impulso esterno per poterla generare lo schema elettrico è il seguente:

Il monostabile ha un solo stato stabile, nel nostro caso l'uscita si mantiene sempre a livello basso finché non arriva un impulso dall'esterno, sul piedino 2 (trigger). Infatti mantenendo a livello alto il piedino 2, il comparatore inferiore dà in uscita un valore basso; quindi S=0; invece il comparatore superiore, supponendo il condensatore inizialmente scarico, dà in uscita 0; quindi R=0; quindi il latch S-R resta nella condizione di azzeramento, cioè Q=0; Q negato =1; l'uscita del timer è zero; il transistor va in saturazione, essendo la base polarizzata direttamente, il piedino 7 si trova a massa, ed il condensatore C non si può caricare attraverso R. Il circuito si mantiene stabile con uscita a livello basso.

Quando arriva un impulso negativo al trigger, la tensione sul piedino 2 si porta a zero, il comparatore inferiore dà in uscita un livello alto; S=1; mentre R=0; immediatamente l'uscita Q del latch S-R si porta a 1, mentre Q negato =0; l'uscita è quindi 1; il transistor è interdetto, il condensatore inizia a caricarsi attraverso il resistore R₁; quando la tensione sul condensatore raggiunge i 2/3Vcc il comparatore superiore commuta portando l'uscita a livello alto, quindi R = 1; mentre il comparatore inferiore ha già la sua uscita a livello basso non appena il trigger (2) ha superato 1/3Vcc; quindi S = 0; l'uscita del latch si azzera, quindi Q =0 e Q negato = 1; l'uscita del timer si porta a livello basso; il transistor va in saturazione scaricando il condensatore.

Il condensatore C₁ serve come livellamento della tensione di riferimento. Il morsetto di RESET va collegato a + Vcc, in modo da escluderlo.

Se indichiamo con T il tempo in cui il condensatore si carica, si ha che:

T = 1,1 R₁C= 1.1*100*10³*100*10^-6 = 11 s

Tabella:

1° prova	2°prova	3°prova	Vu
12,44 s	12,06 s	12,66 s	3,27 V

Conclusioni:

Dai risultati ottenuti (pressoché accettabili) possiamo dedurre che questo circuito rispecchia le caratteristiche del multivibratore monostabile, il quale genera in seguito ad un commando un'unica onda rettangolare di durata prestabilita.