CB06 - Liga / Desliga com 2 botões push button (Multivibrador biestável com 2 botões)

CB06 - Circuitos eletrônicos básicos

Liga (set) / Desliga (reset) led com 2 botões (modo biestável com CI 555)

Objetivo

Criar um circuito para atribuir duas funções liga e desliga através de dois botões, sendo: um botão para ligar (set) e outro para desligar (reset). Neste circuito os botões servirão como chaves para ligar e desligar um componente eletrônico qualquer. No nosso exemplo vamos utilizar um led que poderá ser ligado ou desligado. É importante salientar que este tipo de circuito configura um multivibrador biestável que opera basicamente como um flip-flop.

Leia também: CB04 - Push button liga / desliga com CI 555 (multivibrador biestável com 1 botão)

Definições

Multivibrador biestável: é caracterizado por possuir dois estados estáveis que só se alteram na presença de um impulso de entrada. Para saber mais leia: Multivibradores com CI 555 e assista o vídeo: Multivibradores biestável com CI 555

Flip-flop é um circuito digital que configura um multivibrador biestável pulsado, o que significa que possui dois estados estáveis. Estes estados podem representar os valores lógicos binários 0 e 1. O flip-flop é fundamental em sistemas digitais e é amplamente utilizado para armazenar informações.

Aplicação

Para fins didáticos e projetos eletrônicos.

Componentes necessários

Referência

Componente

Quantidade

Imagem

Observação

Protoboard Protoboard 830 pontos 1 Resultado de imagem para protoboard 830v

No mínimo utilizar protoboard com 830 pontos

Jumpers Kit cabos ligação macho / macho 1  
Led Difuso 5mm LEDs 5mm 1

1 LED difuso azul

hhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhh

Você poderá também LEDs de alto brilho de qualquer cor ou LEDs difusos de 3 ou 5mm nas cores que desejar.

Resistor

Resistor

 3

1 Resistor de 150Ω (Led)


  2 Resistores de 10KΩ  (CI555)

Os valores dos resistores para os leds foram definidos para um circuito com uma fonte de 5V.

Tabela de resistores para LEDs de acordo com a fonte de alimentação

Circuito integrado 555

CI 555

 1 Imagem relacionada
 
 (datasheet)
 Push Button

 Push button (6X6X5mm)

2  
Fonte ajustável para protoboard

Fonte ajustável

1 https://www.vidadesilicio.com.br/media/catalog/product/cache/2/thumbnail/450x450/9df78eab33525d08d6e5fb8d27136e95/4/5/450xn_8.jpg 

Se você não tiver uma fonte ajustável, utilize pilhas ou bateria como fonte de energia (este projeto pode ser utilizado para tensões entre 5V a 12V)

Esquema elétrico

Montagem do Circuito - Simulação

Conecte os componentes no Protoboard como mostra a figura abaixo. Verifique cuidadosamente os cabos de ligação antes de ligar na fonte de energia.

Obs.: Para o Led azul utilize: 150Ω para fonte de 5V | 330Ω para fonte de 9V | 470Ω para fonte de 12V - Para outros leds e tensões, veja a tabela Tabela de resistores para LEDs de acordo com a fonte de alimentação.

 Atenção:

1. Lembre-se que o LED tem polaridade: O terminal maior tem polaridade positiva e o lado do chanfro tem polaridade negativa.

2. Para montar o circuito integrado 555 é importante observar a(s) marcas(s) de referência para a identificação dos pinos de contato. Os pinos deverão ser identificados conforme mostra a imagem abaixo:

Observação: A montagem invertida do CI 555 pode causar danos irreversíveis ao componente.

3. O circuito integrado 555 é um temporizador, oscilador e gerador de pulso, que pode ser usado em qualquer projeto que necessite dessas características. Pode ser usado em um circuito pisca led,  para a geração de notas músicais em diversas frequências, para posicionamento de servo dispositivos e diversas outras aplicações.

3.1. Abaixo segue o mapa dos pinos do componente eletrônico NE555. Para saber mais sobre CI 555 assista o vídeo: O versátil CI 555 - Teoria e aplicações!

3.2. Os pinos do CI 555 possuem as seguintes funções:

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 ou Comparador – Ativa a 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 (capacitor e resitores). Varia sua tensão de próximo a zero e próximo a tensão aplicada no pino 8. Esse intervalo de variação da tensão depende da forma e modo como o CI é usado (modo astável, monoestável ou biestável)
4 RESET Reset – reinicia o processo de temporização do CI e interrompe um ciclo de temporização quando conectado ao terra (“pulled low”). Leva o CI 555 à sua condição inicial. Quando não utilizado, o Reset deve estar ligado ao VCC para evitar ruídos no circuito.
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. Pode ser usado para eliminar ruidos do CI, através de um capacitor ligado ao terra, ou para alterar a largura do sinal de saída.
6 THRESHOLD Limiar – monitora o valor da tensão, caso seja maior que 2/3 do valor de Vcc desativa saída pino 3. Desativa a saída (OUTPUT) quando estiver com uma tensão acima de 2/3 da tensão VCC.
7 DISCHARGE Descarga – usado para descarregar o capacitor externo quando o pino 3 está em estado "LOW". 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 – É o pino de alimentação positiva do CI 555. Este pino deve estar sempre conectado ao positivo da alimentação. A alimentação deve estar normalmente entre +5 e +15V.

4. Para fazer com que o led acenda ao acionarmos o botão "set ou tigger" e apague o led com o botão"reset" vamos utilizar o CI 555 como um gerador de pulso, ou seja, no modo biestável. Veja abaixo a ligação externa ao CI 555 para se obter a operação no modo biestável com CI 555 e 2 botões:

4.1. Como podemos observar o esquema elétrico acima temos dois botões ligados ao CI 555:  pino 2  (gatilho ou tigger) e ao pino 4 (reset). Observando as funções do CI 555 de acordo com a tabela acima, podemos entender o funcionamento do circuito como:

4.1.1. Quando acionamos o botão ligado ao pino 2 teremos um nível lógico LOW ou 0.

4.1.2. Por sua vez,  este nível passa pelo comparador (pino 2) que ativa a saída (pino 3 - output) quando tiver com uma tensão abaixo de 1/3 da tensão VCC, que no caso é 0.

4.1.3. Desta forma, na saída do flip-flop (pino 3) teremos um nível lógico HIGH ou 1 que acenderá o led.

4.1.4. Quando acionarmos o botão ligado ao pino 4 (reset) o processo será reiniciado, levando o CI 555 a sua condição inicial, ou seja, interrompendo o ciclo de operação. Assim, a saída (pino 3) passa para o nível lógico LOW ou 0 que desligará o led.

5. Neste projeto você poderá utilizar fontes de energia de 5V a 12V, como pilhas, baterias ou fontes ajustáveis para protoboard. Para instalar e utilizar uma fonte ajustável, assista o vídeo: Fonte Ajustável para Protoboard - Arduino

6. A montagem abaixo foi realizada em um protoboard com linhas de alimentação não contínuas, onde acrescentamos jampers para a ligação. Verifique se o seu protoboard possui linhas de alimentação contínuas ou separadas.

Observe que utilizamos no nosso exemplo uma fonte ajustável com 5V e um resistor de 100Ω para o led azul.

Vídeo

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