Per creare un alternatore con un NE555 bisogna sapere la frequenza dell'onda quadra che vogliamo in uscita.
Sapendo che la frequenza è f = 1 / T dove T rappresenta il periodo, in un onda quadra il periodo è diviso in due parti, la parte in cui il segnale è alto (t1) e l'altra in cui il segnale è basso (t2). Questo è anche chiamato duty cycle e viene espresso in percentuale, dove quest'ultima rappresenta la parte del periodo in cui il segnale sta alto.
T = t1 + t2
Esempio:
Se abbiamo una frequenza f = 100 Hz e un duty cycle del 10%, vuol dire che il nostro periodo è T = 1/f e quindi T = 10ms. Quindi con un duty cycle del 10% significa che per il 10% del periodo T il segnale sta alto (Per alto si intende allo stesso valore di vcc) e per il restante 90% del periodo sta basso. Quindi il nostro segnale starà alto per 1ms e basso per 9ms.
Schema e pin out dell'NE555 astabile:
Calcoli:
Per impostare la frequenza del sengale bisogna dimensionare le resistenza Ra e Rb e il condensatore C. Dunque prendendo da riferimento il grafico in alto i calcoli sono questi:
f = 1 / T
T = t1 + t2
t1 = 0.7 * Rb * C
t2 = 0.7 * ( Ra + Rb ) * C
A questo punto per dimensionare bisogna ipotizzare una delle resistenze Ra o Rb e risolvere l'equazione calcolando l'altra.
Esempio:
Se ho bisogno di un segnale d'uscita f = 100 Hz con un duty cycle del 10% procederò cosi:
f = 100 Hz --> T = 1 / f = 1/100 = 0.01 s = 10 ms
Sapendo che il duty cycle è del 10% vuol dire che il nostro segnale d'uscita starà x metà del periodo alto e per l'altra metà basso. Quindi:
t1 = 10% T = 1 ms
t2 = 90% T = 9 ms
Ora mi fisso Rb e mi calcolo il valore del condensatore C:
t1 = 0.7 * Rb * C --> fisso Rb = 270 ohm --> t1 = 0.7 * 270 * C --> 0.001 = 0.7 * 270 * C --> 0.001 = 189 * C --> C = 0.001 / 189 --> C = 0.00000529 F --> C = 5.3 µF
Ora che ho Rb e C posso calcolarmi Ra usando l'altra Formula:
t2 = 0.7 * ( Ra + Rb ) * C --> 0.009 = 0.7 * ( Ra + 270 ) * 0.00000529 --> 0.009 = 0.0000037 * ( Ra + 270 ) --> 0.009 = 0.0000037 * Ra + 0.001 --> 0.008 = 0.0000037 * Ra -->
--> Ra = 0.008 / 0.0000037 --> Ra = 2162 ohm
Ricapitolando i dati:
f = 100Hz
T = 10 ms
t1 = 1 ms
t2 = 9 ms
Duty cycle = 10%
Rb = 270 ohm
C = 5.3 µF
Ra = 2162 ohm
Ora il circuito è dimensionato. Premetto comunque che il sengale d'uscita non sarà perfetto a causa delle approssimazioni nei calcoli o per via dei valori standardizzati delle resistenze e dei condensatori, ma più i valori dei componenti si avvicinano ai valori calcolati e più il segnale d'uscita sarà preciso.
Buon lavoro.
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