Astabile con 555

Benchè siano passati quasi 50 anni da quando ha fatto la sua comparsa nel 1971, ancor oggi l’integrato 555 è usatissimo in svariate applicazioni. In questo articolo si analizza il suo impiego più comune nella configurazione come multivibratore astabile. Partendo dallo schema elettrico riportato, gli elementi che determinano l’oscillazione del circuito sono  R1, R2 e C1. Variando i valori di questi elementi si va a modificare la frequenza di uscita secondo quanto di seguito riportato :

 

F = 1440 / ( R1 + 2R2 ) * C1

R1 =  ( 1440 / C1 * F )  - 2R2

R2 =  [ ( 1440 / F * C1 ) - R1 ] / 2

C1 = 1440 / ( R1 + 2R2 ) * F

I valori nelle formule sono espressi in KΩ per R1 e R2, uF per C1, Hz per F.

 

Da considerare che per la R1 non si dovrebbe mai scendere sotto 1 KΩ per ovvi motivi di assorbimento di corrente. Con i valori riportati nello schema si ha una frequenza di oscillazione di 1 Hz, infatti abbiamo :

F = 1440 / ( R1 + 2R2 ) * C1    >>   1440 / ( 2.7 + 11.2 )  * 100 = 1.03 Hz

Oltre al calcolo della frequenza  è importante anche conoscere la durata degli impulsi in base ai valori dei componenti scelti. Se indichiamo con T1 l’intervallo positivo e T2 l’intervallo negativo, abbiamo:

T1 = 0.693 * ( R1 + R2 ) * C1

T2 = 0.693 * R2 * C1

Duty Cycle = [( R1 + R2 ) / ( R1 + 2R2 ) ] * 100

 

Con i valori riportati nell’esempio si ha :

Durata impulso positivo  :  T1 = 0.693 * ( 2.7 + 5.6 ) * 100 = 575,19 milliSec  (0,57 Secondi)

Durata impulso negativo :  T2 = 0.693 * 5.6 * 100 = 388,08 milliSec (0,3 Secondi)

Duty Cycle                       :   [( 2.7 + 5.6 ) / ( 2.7 + 11.2 )] * 100 = 59,7 %  

 

Ne risulta che l’impulso positivo è più largo di quello negativo, precisamente ha una durata del 59,7% dell’intero periodo. La resistenza posta in serie al diodo led va calcolata in base al valore della tensione di alimentazione, alla corrente massima che si decide di far assorbire (in genere non superiore a 18 mA) e alla tensione di funzionamento secondo la formula :

R = ( Vcc – Vf ) / If    ( R in Kohm – Vf e Vcc in Volt  – If in mA )

Infine, il circuito può essere alimentato con una tensione che va da 5V a 18 V.

Per chi desidera invece un’onda quadra con Duty Cycle del 50% può fare riferimento allo schema seguente:

T1 = ( 1,4 * R2 * C1 )  / 2 

R2 = ( T1 * 2 ) / ( 1,4 * C1 )

C1 = ( T1 * 2 ) / ( 1,4 * R2 )

[ milliSec - Kohm - uF ]

In quest’ultima configurazione si può variare il Duty Cycle agendo sul trimmer di regolazione collegato al pin 7 . I questo caso la frequenza di oscillazione si calcola :

F = 1400 /  ( R1 + R2 + R3 ) * C1

C1 = 1400 / ( R1 + R2 + R3 ) * F

R1 = [ 1400 / ( F * C1 ) ] - ( R2 + R3 )

R2 = [ 1400 / ( F * C1 ) ] - ( R1 + R3 )

R3 = [ 1400 / ( F * C1 ) ] - ( R1 + R2 )

I valori sono espressi in Herz, Kohm e uF

 

 

 

 

 

Video della simulazione al PC