Eletrônica Analógica - CI 555

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Eletrônica Analógica - CI 555 
 
 
Alunos: Paolla Manzoli Luz, Aguinaldo Miguel e Julia Sandrini. 
Turma: CTAI - 2V. 
 
 
INTRODUÇÃO 
Os circuitos integrados são circuitos eletrônicos que incorporam miniaturas de diversos 
componentes (principalmente transistores, diodos, resistores e capacitores), "gravados" 
em uma pequena lâmina (chip). Tais circuitos possuem as mais diversas funções e 
aplicações na indústria, presente tanto nos produtos eletrônicos de consumo quanto nos 
seus processos de produção. Dentro dos diferentes modelos um dos mais populares e 
versáteis é o CI 555. Nos próximos trechos explicaremos o seu funcionamento além de 
apontar aplicações para o mesmo. 
 
CI 555 - CIRCUITO INTERNO. 
Primeiramente vamos entender melhor as estruturas externas e internas desse 
componente. 
555 possui 8 pinos, sendo eles: 
 
 
 
 
https://ava.cefor.ifes.edu.br/course/view.php?id=16477
 
Cada pino possui uma função específica de acordo com a seguinte tabela: 
 
Além dessa estrutura, interiormente existe um circuito: 
 
Pino Nome Descrição 
1 GND Terra – Este pino deve estar sempre conectado ao terra da 
alimentação. Cuidado para não inverter a alimentação pois isto 
pode danificar o seu chip. 
2 TRIGGER Gatilho – Este pino ativa o biestável interno e a saída (OUTPUT) 
quando estiver com uma tensão abaixo de 1/3 da tensão VCC. 
3 OUTPUT Saída – Quanto ativada permanece em VCC por um intervalo de 
tempo. O intervalo de tempo é definido por alguns componentes 
externos e isto ficará mais claro mais tarde. 
4 RESET Reset – Interrompe um ciclo de temporização 
quando conectado ao terra (“pulled low”). 
5 CONTROL Tensão de Controle – Usada para alterar o funcionamento do 
comparador interno do chip ligado ao pino limiar (THRESHOLD) 
tornando-o mais ou menos sensível. 
6 THRESHOLD Limiar – Desativa o biestável interno e a saída (OUTPUT) 
quando estiver com uma tensão acima de 2/3 da tensão VCC. 
7 DISCHARGE Descarga – É usado para descarregar o capacitor conectado a 
este terminal. O capacitor é um dos componentes externos que 
citamos ao descrever o pino saída. 
8 VCC Positivo – Este pino deve estar sempre conectado ao positivo 
da alimentação. A alimentação deve estar entre +5 e +15V. 
De acordo com a imagem acima, internamente ele tem os seguintes elementos: 
 
- Um flip flop RS (em roxo) 
- Dois comparadores simples, que são basicamente amplificadores operacionais (um 
em amarelo e outro em vermelho) 
- Um transistor de descarga (em azul claro) 
- Um divisor de tensão formado por três resistores 5KΩ (em verde) 
 
CI 555 - MODOS DE OPERAÇÃO 
O Circuito Integrado CI 555 possui três modos de operação, que são: Biestável, 
Monoestável e Astável. Vamos focar e explicar os dois últimos listados. 
Modo Monoestável: nesse modo de operação o 555 funciona como um disparador. 
Como o próprio nome indica, existe apenas um estado estável. Esta configuração faz 
com que ao receber um sinal de disparo em sua entrada, seja gerado um sinal de 
resposta em sua saída. Porém, o estado estável dessa configuração é a saída 
desligada, ou seja, enquanto não houver um sinal da sua entrada ele permanece num 
nível lógico baixo. Quando tem um sinal de disparo na entrada, a saída reverte para o 
nível lógico alto durante um tempo, voltando para o zero quando esse tempo acabar. 
Esta configuração tem um uso muito bem exemplificado em um circuito de acendimento 
e desligamento automático de lâmpadas, com um certo tempo de consideração. 
 
 
Funcionamento: Ao ligar o circuito temos os pinos gatilho (TRIGGER) e reset positivos 
em VCC graças aos resistores de “pull-up”. Além disto o capacitor C1 está sem carga e 
com isto os dois comparadores estão desativados. Assim, ao ligar o circuito o flip-flop 
está na posição “EM CIMA”, como na figura, e com isto a saída (OUTPUT) está 
conectada ao terra (desativada). 
Ao pressionar a chave S1 ligada ao gatilho, a tensão do gatilho cai – pois ele é 
conectado ao terra, o comparado A envia um sinal ao flip-flop para ele BAIXAR. Ao ir 
para posição “EM BAIXO” o flip-flop conecta a saída ao pino VCC e o LED acende. 
Simultaneamente, a outra chave do flip-flop desconecta o pino descarga (DISCHARGE) 
do terra e permite que o capacitor C1 comece a carregar através do resistor R1. 
Quando a tensão no capacitor – que está ligado ao pino limiar (THRESHOLD) atinge 
2/3 de VCC o comparador B envia um sinal ao flip-flop para ele SUBIR. Ao ir para 
posição “EM CIMA” o flip-flop desconecta a carga do VCC e o LED apaga. Ao mesmo 
tempo o pino descarga é conectado ao terra descarregando o capacitor quase 
imediatamente. Desta forma o circuito volta ao estado original e está pronto para receber 
outro sinal no gatilho. 
Se durante o período em que o flip-flop está na posição “EM BAIXO”, ou seja, a saída 
está ativa e o LED está aceso, a chave S2 for pressionada o flip-flop receberá um sinal 
para ir para SUBIR fazendo o 555 voltar ao estado inicial. O reset faz com que o 555 
volte ao estado original antes do capacitor atingir sua carga de 2/3 de VCC. Ele reseta 
o temporizador. 
 
 
Modo Astável: Neste modo o 555 funciona como um oscilador. O significado de astável 
é não possuir um estado estável. Essa configuração gera de maneira contínua uma 
série de pulsos retangulares cuja frequência e os tempos de ALTO e BAIXO que são 
definidos por alguns componentes externos ao circuito. Nesta configuração ele pode ser 
utilizado em aplicações diversas como por exemplo para gerar sinais de relógio para 
outros chips, produzir tons em alto-falantes e até mesmo fazer LEDs piscarem. Ao ser 
conectado adequadamente o chip começa a gerar o sinal na saída logo que a 
alimentação é ligada. 
 
 
Funcionamento: Ao ligarmos a alimentação do chip o capacitor C1 está descarregado 
e, logo, a tensão no pino limiar (THRESHOLD) é zero. Como o pino limiar está ligado 
ao pino gatilho (TRIGGER) ele também está em LOW. 
Como o 555 é ativado com tensões abaixo de 1/3 de VCC no gatilho e o gatilho está em 
LOW, o flip-flop é acionado indo para a posição EM BAIXO. Assim, a saída (OUTPUT) 
é conectada ao VCC e o LED acende. Ao mesmo tempo, o pino descarga 
(DISCHARGE) é desconectado do terra e o capacitor C1 começa a carregar através de 
R1 e R2. Observe que, diferentemente do que vimos no modo monoestável, agora o 
capacitor carrega numa velocidade controlada por R1 + R2 e não apenas por R1. 
Quando a carga em C1 atinge 2/3 de VCC, a tensão no pino limiar faz que o flip-flop vá 
para posição EM CIMA. Neste momento a saída é conectada ao terra e o LED apaga. 
Ao mesmo tempo o pino descarga é, também, conectado ao terra e o capacitor C1 
começa a descarregar através de R2. Isto faz com que o tempo de descarga seja 
definido por R2 e não seja imediato como no modo monoestável (onde R2 era zero). 
Quando a carga em C1 fica abaixo de 1/3 de VCC o flip-flop é ativado novamente e o 
ciclo todo se repete. 
 
 
 
SENSOR FOTOELÉTRICO (ACENDE UM LED NA AUSÊNCIA DE LUZ) 
 
Circuito: 
 
FUNCIONAMENTO 
Quando energizamos o circuito, os pinos 2, 6, 7 detectam no LDR se há presença de 
luz, caso essa resposta tenha um valor menor que 1/3 de 12 V é ativado o biestável 
interno e a saída, ligando um dos LEDs. Assim os pinos 6 e 7 servem para monitorar 
tudo o que o sensor está dando como resposta, e quando essa resposta for uma tensão 
maior que 2/3 de 12 V (o LDR detectando uma resposta diferente da inicial), eles 
desativam o biestável interno e a saída, nesse caso o circuito irá desativar o LED que 
estava aceso no início, e liga o outro LED. A ordem que o processo pode acontece é 
independente da ordem dos valores de tensão escritos. Pode ser detectado primeiro 
maior que 2/3 de 12 V, e depois menor que 1/3 de 12 V, na explicação de funcionamento 
foi dado somente um exemplo de ordem. 
 
FINALIDADE 
O circuito tem inúmeras finalidades, uma delas é que ele pode ser utilizado para detectara presença de pessoas em uma área restrita através de uma cortina de luz, onde quando 
nenhuma presença é detectada (luz o tempo todo no LDR) um LED acende, indicando 
que está tudo certo e que não há ninguém. Já quando o sensor detecta alguma coisa (a 
cortina de luz é interrompida) o outro LED acende e o primeiro apaga, indicando 
presença. Pode ser usado em lugares com maquinaria, onde quando não há presença 
no local onde a máquina opera, ela funciona normalmente e indica isso no LED. Porém 
quando alguma presença é detectada, ela mostra através de outro LED e a máquina 
para de funcionar. Outra usabilidade é a construção de uma luz de emergência. 
Enquanto o sensor lê que existe luz no ambiente um led fica aceso para indicar que está 
tudo dentro dos padrões, entretanto, quando o sensor não detecta mais luz no local 
imediatamente liga uma fonte de luz para iluminar o lugar durante o tempo necessário.