Esta é a página oficial da placa “Gerador de pulsos PWM com CI 555” desenvolvida pela FritzenLab. Todo o material de referência sobre esta placa (detalhes técnicos e conteúdo de aprendizado) é encontrado aqui.

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1) Objetivo: esta placa foi desenvolvida com o objetivo de facilitar e agilizar o aprendizado e teste de um circuito de geração de pulsos PWM baseado no conhecido circuito integrado LM555. “Geração de pulso PWM” é o termo que denomina um oscilador (liga-desliga) cujos tempos ligado e desligado são diferentes (tempo ligado pode ser diferente de tempo desligado); em outras palavras: é um “pisca-pisca irregular”.

2) Um pouco de história: segundo a Wikipedia o circuito integrado 555 foi criado por volta de 1971 pela empresa Signetics, com objetivo de servir com circuito de temporização e geração de sinais (frequência). Segundo a página do Newton C. Braga este circuito integrado é tão versáril e encontrou tantas aplicações que até o ano de 2003 já havia vendido mais de 1 bilhão de unidades!.

   Na imagem abaixo é visível um diagrama de blocos com a estrutura interna do ne555; a folha de dados (datasheet) deste componente fabricado pela Texas Instruments pode ser acessada neste link.

Fonte: wikipedia

2.1) PWM significa “pulse width modulation”, ou em Português “modulação por largura de pulso“, e se caracteriza por apresentar (gerar) tensão média variável, pois o tempo que a forma de onda fica em nível alto pode ser diferente do tempo em nível baixo. Um exemplo de aplicação de PWM é no controle de velocidade de motores DC.

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3) Funcionamento do circuito de geração PWM: O circuito de temporização com CI 555 conta o tempo baseado em quanto demora a carga de um capacitor conectado ao pino 6 (threshold, ou “ponto de disparo”). A carga deste capacitor é feita através de um resistor; alterando-se o valor deste resistor ou o tamanho do capacitor altera-se o tempo de carga do capacitor, consequentemente alterando o tempo contado pelo 555. Ao aperta-se o botão disponível na placa o tempo começa a ser contado: a lâmpada LED é acesa; ao final da contagem de tempo a lâmpada LED apaga.

Mais detalhes sobre o funcionamento desta topologia de circuito (temporizador) são encontrados nas ótimas referências abaixo:

– Laboratório de garagem

– Newton C. Braga

4) Circuito Eletrônico: o esquemático do circuito eletrônico deste temporizador foi desenhado em um programa chamado Eagle PCB, baseado na topologia encontrada na página 513 do livro “Dispositivos eletrônicos e teoria de circuitos”, sexta edição, de Robert L. Boylestad e Louis Nashelsky, disponível neste link.

   O desenho da placa de circuito impresso também foi feito no Eagle CAD, conforme imagem abaixo:

   Os arquivos para fabricação/utilização deste produto estão disponíveis na página do GitHub da Fritzen Lab (aqui); estamos liberando o código fonte, esquemáticos e PCI pois acreditamos se tratar de um produto educacional e simples o suficiente para não justificar a sua proteção intelectual.

5) O produto que você está recebendo: este temporizador pode vir montado (componentes soldados na placa) ou na forma de kit (componente + placa em um pacote).

6) Como usar:

6.1) Caso você tenha comprado o kit (componentes + placa) você vai precisar soldar os componentes na placa. Para isso você deverá dispor de um ferro de solda de aproximadamente 40W (para eletrônica), estanho 60/40 (60% Chumbo 40% estanho) e um pouco de habilidade manual. Siga o diagrama esquemático do item 4 (acima) e as marcações na placa de circuito impresso para inserir os componentes nos lugares corretos e fazer a solda.

6.2) Para testar o circuito já montado, conecte uma fonte de alimentação contínua (DC) entre 5V e 12V aqui:

6.3) Pressione o botão na placa, e observe que a lâmpada LED vai acender; este LED vai ficar aceso por um tempo (em segundos) = 1,1 x RA (resistência em ohms) x C (capacitância em Fadads).

6.4) Os valores de resistor e capacitor que você está recebendo com seu kit/placa são:

RA= 470k ohms (470000 ohms) e C1= 10uF (0,00001 Farads), portanto o tempo em segundos que o LED vai ficar ligado após pressionar o botão é: T= 1,1 x RA x C= 1,1 x 470000 x 0,00001 = 5,17 segundos !.

7) Exemplos de modificações possíveis com esta placa: você pode facilmente alterar o tempo no qual o LED vai ficar ligado; para isso você pode usar a equação (T[segundos]=1,1 x RA x C1) e trocar o resistor RA e/ou o capacitor C1 para os seguintes valores:

– 1,1 segundos: RA= 100k ohms e C1= 10uF

– 11 segundos: RA= 1M ohm e C1= 10uF

– 61,6 segundos: RA= 560K ohms e C1= 100uF

– 10,25 minutos: RA= 560K ohms e C1= 1000uF

   Você pode ainda criar um botão ou lógica de disparo externa para este circuito; neste caso você vai substituir a chave (botão) da placa por um contato SECO NA (normalmente aberto) externo, conforme imagem abaixo:

   Outra modificação que pode ser feita é utilizar o conector marcado como “saída” para ligar/desligar cargas externas através de um relê. Para isso você deve remover a lâmpada LED da placa e seguir as imagens abaixo:

8) Lista de materiais do kit/placa:

1x Placa de circuito impresso 5x5cm (diagrama esquemático no link do GitHub, item 4 acima)

1x Borne KRE 5,08mm á parafuso

1x Chave táctil 6x6x6mm (modelo B3F-1000)

1x Circuito integrado LM555/nE555

1x Soquete 8 pinos DIP-8 para 555

1x LED 5mm \(cores variadas)

1x Conector 0.1″ (2.54mm) macho 180 graus.

2x Resistor 1k ohms 5% 1/4W

1x Resistor 470k ohm 5% 1/4W

1x Capacitor Eletrolítico 10uF 25V

9) Onde comprar?: Na página do FritzenLab no MercadoLivre, neste link !!.

10) Dúvidas?: faça uma pergunta diretamente na página do produto no MercadoLivre, no link do item 9 acima (página de compra do produto).

Uma ideia sobre “Gerador de PWM com circuito integrado 555

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