Pillole di elettronica! Parliamo del temporizzatore 555.

555BiTono [640x320]

Nell'era dell'elettronica digitale il più diffuso circuito integrato temporizzatore è stato senza dubbio il 555 che detiene il secondo posto nella classifica della gara di popolarità elettronica, il primo posto appartiene all'amplificatore operazionale 741. Utilizzando componenti discreti come transistori bipolari ed unigiunzione, si possono costruire temporizzatori semplici, ma tali circuiti sono spesso afflitti da gravi limitazioni in quanto tendono ad avere una sensibilità elevata alle variazioni di alimentazione. Se la tensione varia verrà modificato anche il periodo di temporizzazione in percentuali anche notevoli.

Il circuito integrato temporizzatore 555 risolve questo problema in modo davvero ingegnoso: il suo periodo di temporizzazione non dipende dalla tensione, bensì utilizza il rapporto tra la tensione di alimentazione e le tensioni presenti in alcuni terminali dell'integrato. Se la tensione varia, allora varieranno della stessa quantità anche le tensioni presenti a questi terminali, mantenendo costante il loro rapporto.

La sua alimentazione varia da 4,5V a 15V e, pur essendo un componente lineare, lo si può facilmente interfacciare con i circuiti integrati TTL e CMOS. Alcune designazioni dei piedini potrebbero non essere di facile interpretazione per cui una descrizione dettagliata può rivelarsi molto utile:

PIN 1 – GND; è evidente la sua funzione: si tratta del collegamento di massa comune per le tensioni di alimentazione e di segnale.

PIN 2 – TRIGGER; è utilizzato come START per il ciclo di temporizzazione, questo avviene semplicemente abbassando il livello al di sotto di 1/3 della tensione di alimentazione. Normalmente, questo piedino viene mantenuto ad un livello maggiore. La tensione di trigger è (di norma) pari alla metà della tensione applicata al pin 5. Se l'ingresso di trigger viene mantenuto ad un livello minore di 1/3 di Vcc per un tempo maggiore del periodo di temporizzazione, allora il 555 si riavvierà immediatamente al termine del ciclo. Ciò potrà essere più o meno desiderabile, dipende dal tipo di applicazione. In generale per ottenere un avviamento affidabile, il segnale di trigger deve durare almeno 1 uS (0,00001 s).

PIN 3 – OUT; anche qui è evidente la sua funzione, da questa uscita potranno essere prelevati gli impulsi di temporizzazione generati dai circuiti interni. Da notare che l'uscita del 555 è paragonabile ad un segnale digitale perchè avrà un livello basso (prossimo a quello di massa) ed un livello alto (prossimo a Vcc). Non esistono livelli intermedi.

PIN 4 – RESET; è usato per azzerare il latch interno e riportare l'uscita alla sua normale condizione di livello basso. Il livello di soglia della tensione di reset è 0,7V ed è necessario fornire una corrente di 0,1 mA per azzerare il temporizzatore. Questi valori sono indipendenti dalla tensione di alimentazione. Questo piedino ha anche una funzione di controllo prioritario, il che costringe il temporizzatore alla condizione di azzeramento senza tener conto dei segnali presenti in tutti gli altri pin.

PIN 5 – TENSIONE DI CONTROLLO; permette ad una tensione esterna di controllare i livelli di temporizzazione dei comparatori interni. Può essere utilizzato per pilotare oscillatori, temporizzatori etc controllati in tensione.

PIN 6 – SOGLIA; è uno degli ingressi al comparatore superiore e viene utilizzato per azzerare il latch interno. L'azzeramento con il piedino 6 viene ottenuto elevando la tensione ad esso applicata ad un livello di circa 2/3 di Vcc.

PIN 7 – SCARICA; è il collettore di un transistor di scarica interno. Il transistor è in conduzione quando l'uscita è alta.

PIN 8 – Vcc; terminale d'ingresso della tensione di alimentazione positiva.

Sono stati scritti interi libri per questo circuito integrato e le sue diverse applicazioni. Le informazioni sopra descritte sono state prelevate da diversi testi del Gruppo Editoriale Jackson e non sono farina del mio sacco. Con sicura convinzione che saranno di indubbia utilità per molti, mi sono permesso di presentare questo "esercizio di ripasso" su questo componente che, nonostante la sua veneranda età, ancora riesce a rimanere sulla breccia.

Conoscendo le funzioni dei singoli piedini è più facile progettare ex-novo o magari modificare un progetto preesistente (il web è pieno di progetti che utilizzano questo timer).

Ancora un esperimento con il 555.

Non potevo concludere queste piccole informazioni senza presentare un ulteriore utilizzo di questo dispositivo e lo schema elettrico seguente sarà utile per un ulteriore esperimento con il 555.

Elenco componenti:

  • R1 = 1 MOhm;
  • R2 = 10 kOhm;
  • R3 = 100 kOhm;
  • R4 = 10 kOhm;
  • R5 = 330 kOhm;
  • C1 = 10 uF 12V;
  • C2 = 100 nF;
  • C3 = 10 nF;
  • IC 1-2 = due 555 (o un 556);
  • AP = Altoparlante da 1/2 watt.

Come possiamo notare, i due timer hanno la stessa configurazione ma  i valori delle resistenze sono diversi, così come i due condensatori collegati ai pin 2 e 6 dei due 555, così in uscita dal piedino 3 di IC2 avremo due toni differenti.

Anche se sembrerà superfluo, vorrei far notare i collegamenti tra i pin 2 e 6 dei due 555, sono stato costretto a incrociarli con il pin 7 ma NON VI E' COLLEGAMENTO ELETTRICO, cioè bisogna collegare solo i pin 2 e 6.

Come si può leggere nell'elenco componenti, si possono utilizzare due dispositivi 555 oppure un unico 556 che contiene al suo interno due 555 perfettamente identici. Come altoparlante si può utilizzarne uno reperibile nei vecchi tower per PC o qualsiasi altoparlante di piccola potenza.

Alimentando il circuito ascolteremo due note all'incirca dieci volte al secondo, questo perchè il primo timer varia la frequenza del secondo che è di circa 400 Hz. Se togliamo la resistenza da 100 kOhm ascolteremo solo una nota a 400 Hz, mentre con la resistenza inserita avremo anche la seconda nota a 1,5 kHz.

Consiglierei di provare ad aumentare il valore di C2 fino a 1 uF: si noterà una notevole riduzione della frequenza che faciliterà l'ascolto delle due diverse note.

Un esempio di utilizzo di questo circuito può essere un tester per cavi, utilizzando la parte corrispondente ad un solo 555 cioè metà circuito.

 

Mario Venoso

5 Comments

  1. Emanuele 12 febbraio 2014
  2. alex272 12 febbraio 2014
  3. Antonello.90 12 febbraio 2014
  4. Marven 12 febbraio 2014
  5. Marven 12 febbraio 2014

Leave a Reply