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Uno dei circuiti integrati più diffusi nel mondo (se ne producono circa un miliardo l’anno), è il famoso 555, inventato da Hans Camenzind nel 1970, così chiamato per via del fatto che, al suo interno, ci sono tre resistori collegati in serie da 5K Ohm.

Preso da solo, il chip è un po’ inutile. Ma con l’aggiunta di pochi altri componenti, diventa subito un elemento fondamentale per creare i più diversi progetti: può infatti divenatare un timer (ad es.: può far accendere un LED quando si preme un pulsante), può generare una frequenza molto stabile (ad es.: far vibrare un piezo, o lampeggiare un LED), oppure può diventare un flip-flop (un dispositivo di memoria molto rudimentale, ma utile, ad es. quando si vuole salvare lo stato di un pulsante, o decidere un’azione in base a un input).

555

555

Con queste caratteristiche, è molto facile capire che il 555 si può adattare a moltissime e svariate situazioni. Le tre modalità in cui funziona sono chiamate: monostrabile, astabile e bistabile (rispettivamente: timer, oscillatore, flip-flop).

Le diverse configurazioni per ottenere le modalità monostabile, astabile e bistabile sono un po’ particolari, ma in fondo servono gli stessi pochi componenti: una resistenza o due, a seconda dei casi, un capacitore, e a volte un condensatore.

In questo studio, vedremo come costruire un circuito “astabile”, che ci permetterà di far lampeggiare un LED senza bisogno di software, né di Arduino. Lo stesso tipo di circuito, se volete fare qualche esperimento, può servire per creare un semplice orologio digitale, o per far lampeggiare le luci di Natale!

Materiale

Ecco cosa ci servirà:

1 Arduino (solo per alimentare il circuito)
1 batteria da 9V
1 555
1 LED
1 capacitore da 10mF
2 resistenze da 10k Ohm
1 resistenza da 330 Ohm
1 condensatore ceramico 1mF
5-10 cavetti

Materiale necessario

Materiale necessario

Circuito

Il funzionamento del circuito è abbastanza semplice, non spaventatevi. Potete pensare il 555 un po’ come una centrale idro-elettrica: se gli mettete vicino un fiume (la corrente), una diga (le resistenze) e create un bacino artificiale per raccogliere l’acqua (il capacitore) allora potrete gestire il flusso di elettricità in uscita come meglio credete. In base a come posizionate le resistenze e il capacitore (e a quali resistenze e quale capacitore scegliete), è possibile ottenere uno dei tre tipi di circuiti accennati sopra.

Circuito 555 Led

Circuito 555 Led (astabile)

In pratica: le resistenze modificano la “velocità” con la quale il capacitore si carica, e una volta carico, il capacitore si scarica. Questo (e ovviamente la capienza del capacitore) fa sì che il 555 si comporti come un trigger (fornisce un singolo impulso, in modalità mono), o fornisca un’oscillazione costante (astabile) o decida il da farsi in base alla combo scelta! 🙂

Montaggio, passo dopo passo

Vediamo allora come costruire il  circuito e far lampeggiare il nostro piccolo amico LED! L’illuminazione delle foto purtroppo non è gran che, ma credo che siano abbastanza dettagliate. Si comincia!

1. Breadboard

Breadboard

Breadboard

2. 555

Breadboard + 555

Breadboard e 555

3. Alimentazione 9V

Alimentazione 9V

Alimentazione 9V

4. Collegare + e – su arduino

Collegare + e - su Arduino

Collegare + e – su Arduino

Mi raccomando, NON alimentate Arduino fino a quando il circuito non è completo!!

5. Collegare + e – alla breadboard

Collegare + e - alla breadboard

Collegare + e – alla breadboard

6. collegare – a 555

Collegare - a 555

Collegare – a 555

Collegate un cavetto dalla terra al pin 1 del 555.

7. collegare + a 555

Collegare + a 555

Collegare + a 555

Collegate un cavetto dall’alimentazione al pin 8 del 555.

8. resistenza da 330Ohm

Resistenza 330Ohm per LED

Resistenza 330Ohm per LED

Inserite una resistenza da 330Ohm sul pin 3 del 555, in modo che resti lo spazio per aggiungere in seguito il LED.

9.Aggiungere il LED

Collegare LED

Collegare LED

Inserite il LED, sempre sulla colonna del pin 3, e allargate leggermente i piedini in modo da poter fissare l’altra estremità alla terra (PS: è quello corto, che va alla terra).

10. Capacitore

Capacitore

Capacitore

Aggiungete il capacitore al circuito. Il polo positivo va al pin 2, mentre quello negativo va alla terra. Nei capacitori, di solito i piedini sono di uguale lunghezza. Per trovare il piedino negativo, guardate il capacitore: da un lato dovrebbe avere una striscia tratteggiata: è il negativo. Mi raccomando, non invertiteli!

11. Collagare il capacitore

Collegare pin a capacitore

Collegare pin a capacitore

Una volta posizionato il capacitore, dovete prendere un cavetto e collegare il pin 2 con il pin 6: in questo modo, la corrente che arriva al capacitore sarà filtrata dalle resistenze, una volta che le avremo aggiunte al circuito.

12. Pin 4 a +

Pin 4 a +

Pin 4 a +

Il pin 4, per non creare disturbo, va collegato all’alimentazione.

13. Resistenza n. 1

Resistenza n. 1

Resistenza n. 1

Inseriamo ora la prima delle nostre resistenze. Ne aggiungeremo due, una dopo l’altra. In questo modo, la corrente che entra nel 555 dal pin 8 dovrà attraversarle entrambe, infine la corrente in uscita arriverà al pin 6 – che abbiamo collegato al capacitore. Così, possiamo regolare la velocità con cui il capacitore si carica e, di conseguenza, a quale velocità dovrà lampeggiare il nostro LED!

Colleghiamo perciò una resistenza da 10k Ohm al circuito, dal pin 8 al pin 7.

14. Resistenza n. 2

Resistenza n. 2

Resistenza n. 2

Colleghiamo adesso la seconda resistenza, sempre da 10k Ohm, dal pin 7 al pin 6.

15. Ultimi ritocchi

Condensatore

Condensatore

Per completare il circuito, colleghiamo il pin 5 alla terra con un condensatore ceramico da  1mF.

16. Accensione!

Accensione!

Accensione!

Siete pronti? Allora, collegare la batteria da 9V al vostro Arduino, e guardate il vostro LED che si accende e si spegne senza bisogno di una sola riga di codice! Non è bello?

🙂

Approfondimento

PS: se volete sapere a quale frequenza funzionerà il vostro circuito, potete calcolarla facilmente andando a inserire il valore del vostro capacitore e delle resistenze qui: http://www.bowdenshobbycircuits.info/555.htm (pagina a cui mi sono ispirato per molte cose – many thanks to the author!)

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