Projeto de PWM com CI 555

Projeto de PWM com CI 555
1ª parte - Teoria
O CI-1 -555 é largamente utilizado no modo astável. Exemplos de utilização e
esquemáticos das conexões em modo astável são encontrados em DataSheets dos
fabricantes do CI.
Trazer para a aula:
1-Datasheet do CI 555
2-Apresentar os blocos funcionais no interior do CI 555 (nome e função)
3-Com a aplicação astável, que pode ser encontrada no datasheet apresente as equações
que define a freqüência de oscilação e o ciclo de trabalho.
4-Considere a seguinte construção no modo astável:
C1
5-Utilizando os valores de C1=470nF, Rb=1,8kOhms e Ra=1kOhms indique a
freqüência de oscilação e o ciclo de trabalho.
7-No caso de se usar um transistor na saída, qual você usaria? PNP ou NPN? Justifique.
8-Para se aplicar na saída uma carga de baixa impedância precisa-se de um estagio de
buffer, por exemplo um transistor em modo comutado. Desenhe o esquemático com o
estágio de saída e uma carga.
2ª parte - Simulando o PWM
O software de simulação escolhido é o Capture student (que vem junto com o Pspice
student).
- Link para download:
http://www.electronics-lab.com/downloads/cnt/fclick.php?fid=513

Para criar um novo projeto com o Capture
1. Abrir o Capture student
2. Ir em File->new->project
3. Escolher Analog or Mixed A/D
4. Escolher a opção Create a blank project

Adicionando componentes no esquemático:
5. Clicando na janela schematic1
6. Clique em place->part
7. Para encontrar um determinado bloco (ex: 555)
 Selecionar na janela “libraries” todas as bibliotecas
 E na janela “part:” começar a digitar o nome do bloco
8. Os blocos passivos básicos se encontram na parte ANALOG

Para adicionar bibliotecas no capture
 Para a simulação são necessários os modelos spice para os seguintes blocos:
o Motor
o BD136
o 1N4002
1-Criar uma pasta local para copiar os arquivos das bibliotecas.
Link para os modelos: PWMmodels
2-Na janela “Place part” clique na opção “add-library”
3-Escolha os arquivos .OLB contidos na pasta de bibliotecas criada para esse projeto
4-Os blocos necessários para o projeto serão encontrados nessa biblioteca.
- Fazendo a simulação
Primeiro tem que se definir as grandezas que queremos observar, nesse caso a tensão e a
corrente no motor.
Para isso colocam-se as sondas no esquemático nos nós e nas malhas que desejamos
verificar:
O funcionamento do circuito que se deseja verificar, demanda uma simulação do regime
transitório, pois trata-se de um oscilador com portas lógicas.
Para parametrizar uma simulação transiente no Capture:
1 – Clique em PSpice -> new simulation profile
2 – No menu “Analysis”. Na janela “analysis type”, escolha “time domain (transient)”
3 – Na opção “run to time”, escolha um tempo total que dê aproximadamente uma
dezena de períodos em relação a freqüência de oscilação do PWM.
4 – Depois é só lançar a simulação: PSpice -> run
-Para o relatório:
1 – Indique com cursores sobre a curva que ilustra a tensão sobre o motor:
- A freqüência de oscilação e o ciclo de trabalho para os valores dos
componentes C1=470 Ra=1KOhms e Rb=1,8KOhms e compare com a etapa teórica.
- Teste o ciclo de trabalho com valores diferentes de Ra:
- 1k ohms, 10k ohms, 100k ohms
2 – Coloque na carga uma resistência Rm=150Ohms, mostre a tensão e a corrente na
carga em curvas separadas. Monte conforme a figura abaixo:
BD136
DC=6V
150W
CI 555
1KW
3
3 – Coloque o motor na carga, mostre a tensão e a corrente no motor em curvas
separadas e descreva a diferença observada:
CI 555
1KW
3
BD136
DC=6V
A
B
4 – Em paralelo ao motor, uma capacitância e o diodo 1N4002 (anodo na massa), ,
mostre a tensão e a corrente no motor em curvas separadas e explique a diferença:
CI 555
1KW
3
BD136
DC=6V
A
B
5 – Finalmente em paralelo ao motor coloque a capacitância de 1mF (atenção capacitor
eletrolítico!), mostre a tensão e a corrente no motor em curvas separadas e explique o
efeito da capacitância na carga:
CI 555
1KW
3
BD136
DC=6V
A
+
1mF
B
3ª parte – Montando o circuito
Lista de materiais
CI-1 -555 -circuito integrado
Q1 -BD136 ou equivalente -transistor PNP de média potência
D1 -1N4002 ou equivalente (4007 serve) -diodo de silício
P1 -100 k ohms -potenciômetro
Ra, Rb -1,8 k ohms x 1/8 W -resistores (marrom, preto, vermelho)
R2 -2,2 k ohms x 1/8 W -resistor (vermelho, vermelho, vermelho)
C1 - 470 nF - capacitor cerâmico ou poliéster
C2 - 1 mF x 16 V -capacitor eletrolítico
Etapas:
1 – Montagem do CI 555 na configuração astável e com uma resistência de 1kOhm na
saída.
- Verifique a forma de onda na saída (salvar a curva na saída do osciloscópio em USB)
- Verifique a conformidade da forma de onda com a teoria (ciclo de trabalho, freqüência
de oscilação), exportando a curva de saída do osciloscópio.
2 – Fazer a montagem com o transistor e resistência de Rm=150Ohms e o diodo na
carga do transistor.
4 – Fazendo variar o potenciômetro
- Meça a resistência no potenciômetro com o circuito desligado.
- Verifique o ciclo de trabalho mínimo, máximo, e as freqüências de oscilação
mínima e máxima.
 Faça variar o valor do potenciômetro e monte uma curva Rvar X ciclo de
trabalho.
Q1
8
R3
QBD136
2
4
5
6
7
R2
X2
1k
TRIGGER
RESET OUTPUT
CONTROL
THRESHOLD
DISCHARGE
1.8k
C3
V
3
GND
90k
VCC
P1
1m
V1
6Vdc
D2
1
555D
DI_1N4002
V
C1
470n
V
U5
C10
0
0
A
B
1
0.01u
MOTOR
Title
<Title>
Size
A
Date:
Document Number
<Doc>
Monday , October 29, 2012
Rev
<Rev Code>
Sheet
1
of
1