pv0012

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tecn

olo

gia

discipLiNAtecNOLOgiA

prOfº: sÉrie:

Multivibradores astáveis no MultisiM

introdução ao Multisim

software de simulação de circuitos da National instruments

InstitutoNewton C. Bragawww.newtoncbraga.com.br

escOLA:

eNsiNOMÉdiO

�

InstitutoNewton C. Bragawww.newtoncbraga.com.br pv012 - Multivirbadores astáveis no MultisiM

MULtivibrAdOres Astáveis

Os multivibradores astáveis são utilizados numa grande gama de aplicações eletrônicas. Eles servem para gerar sinais retangulares em freqüências que vão de fração de hertz até vários me-gahertz.

A montagem de um multivibrador astável com componentes discretos (transistores) é de grande utilidade para se conhecer o princípio de funcionamento do circuito. O nome astável vem do fato do circuito não encontrar um estado de estabilidade. Assim os transistores ficam ligando e desligando alternadamente numa velocidade que depende do tempo que cada capacitor demorar para carregar.

Podemos alterar os valores de alguns componentes para ver o que ocorre com a freqüência e ciclo ativo, o que é muito importante no caso de estudantes. O multivibrador que descrevemos é muito simples pois utiliza transistores comuns e aciona LEDs. Sua alimentação pode ser feita com fonte ou pilhas e ele ainda pode ser implementado numa matriz de contactos.

cOMO fUNciONA

Na figura 1 temos o circuito básico de um multivibrador com dois transistores. Os dois transis-tores deste circuito trocam de estado de condução al-ternadamente em freqüência que depende das cons-tantes de tempo R1/C1 e R2/C2. Esses componentes podem ter seus valores alterados de modo a mudar o tempo de condução de cada transistor.

Desta forma, se ligarmos LEDs em série com Rc no coletor de cada transistor o acendimento dos LEDs ligados nos seus coletores vai ser alternado. Veja que os capacitores não precisam ser iguais. Capacitores diferentes mudam o ciclo ativo do oscilador e um LED vai ficar mais tempo aceso do que o outro. Os valores dos componentes dados no circuito representam as faixas em que eles podem ser alterados.

AtividAde

Montaremos dois circuitos experimentais no Multisim 11.0. Posteriormente comprovaremos o funcionamento de um desses circuitos fazendo sua montagem numa matriz de contatos.

circUitO 1— MULtivibrAdOr AstáveL cOM Leds

O primeiro circuito faz com que os transistores fiquem trocando de estado ligando e desligando numa velocidade que vai depender dos capacitores. Desta forma, cada vez que um transistor liga o LED de seu coletor acende. Como os dois transistores não ligam ao mesmo tempo, mas ficam trocan-do de estado alternadamente, os LEDs piscam alternadamente.

Se quiser, use LEDs Virtuais de cores diferentes. O circuito para montagem está na figura 2.

Figura 1 — CirCuito básiCo de um multivibrador astável 2

Multivibradores Astáveis

Os multivibradores astáveis são utilizados numa grande gama de aplicações e-letrônicas. Eles servem para gerar sinais retangulares em freqüências que vão de fração de hertz até vários megahertz. A montagem de um multivibrador astável com componentes discretos (transistores) é de grande utilidade para se conhecer o princípio de funcionamento do circuito. O nome astável vem do fato do circuito não encontrar um estado de estabilida-de. Assim os transistores ficam ligando e desligando alternadamente numa veloci-dade que depende do tempo que cada capacitor demorar para carregar. Podemos alterar os valores de alguns componentes para ver o que ocorre com a freqüência e ciclo ativo, o que é muito importante no caso de estudantes. O multivibrador que descrevemos é muito simples pois utiliza transistores co-muns e aciona LEDs. Sua alimentação pode ser feita com fonte ou pilhas e ele ainda pode ser implementado numa matriz de contactos.

COMO FUNCIONA

Na figura 1 temos o circuito básico de um multivibrador com dois transistores.

Prof. Ventura, Beto e

Cleto, personagens

criados pelo Prof,.

Newton . Eles apare-

cem em estórias de

tecnologia publicadas

em diversas revistas

técnicas

Figura 1—Circuito básico

de um multivibrador astá-

PV012—Multivibradores Astáveis

�


Figura 2 — multivibrador astá-vel Formando um pisCa-pisCa.

Figura 3—CirCuito de potênCia. aCionando uma lâmpada

3

Os dois transistores deste circuito trocam de estado de condução alternadamente em freqüência que depende das constantes de tempo R1/C1 e R2/C2. Esses componentes podem ter seus valores alterados de modo a mudar o tempo de condução de cada transistor. Desta forma, se ligarmos LEDs em série com Rc no coletor de cada transistor o acendimento dos LEDs ligados nos seus coletores vai ser alternado. Veja que os capacitores não precisam ser iguais. Capacitores diferentes mudam o ciclo ativo do oscilador e um LED vai ficar mais tempo aceso do que o outro. Os valores dos componentes dados no circuito representam as faixas em que e-les podem ser alterados. Atividade Montaremos dois circuitos experimentais no Multisim 11.0. Posteriormente com-provaremos o funcionamento de um desses circuitos fazendo sua montagem numa matriz de contatos.

Circuito 1— Multivibrador Astável com LEDs

O primeiro circuito faz com que os transistores fiquem trocando de estado ligando e desligando numa velocidade que vai depender dos capacitores. Desta forma, ca-da vez que um transistor liga o LED de seu coletor acende. Como os dois transisto-res não ligam ao mesmo tempo, mas ficam trocando de estado alternadamente, os LEDs piscam alternadamente. Se quiser, use LEDs Virtuais de cores diferentes. O circuito para montagem está na figura 2.

Onde estão os componentes: Q1 e Q2—na caixa transistors D1 e LED—na caixa diodes e na caixa de Basic 3D para os LEDs virtuais V1 e terra – na caixa Sources R1,R2, R3 e R4 na caixa Basic C1, C2 na caixa Basic

V112 V

Q1

BC548BP

Q2

BC548BP

U1 U2

R11k

R21k

R347k R4

47k

C1

1µF

C2

1µF

Figura 2 —

Multivibrador astável

formando um pisca-


Onde estão os componentes:

Q1 e Q2—na caixa transistors

D1 e LED—na caixa diodes e na caixa de Basic 3D para os LEDs virtuais

V1 e terra – na caixa Sources

R1, R2, R3 e R4 na caixa Basic

C1, C2 na caixa Basic

Importante: observe o (+) do LED. Se inverter não funciona!

experiMeNte:

A) Alterar a frequência das piscadas clicando nem C1 e C2 — propriedades e alterando os va-lores.

B) Troque os LEDs e resistores por buzzer e programe frequências diferentes para eles. Você vai obter uma sirene alternada.

circUitO 2— piscA-piscA de pOtêNciA

Os transistores não tem capacidade para acionar uma lâmpada, que exige muito maior corrente. Assim, para acionar uma lâmpada precisamos de um transistor adicional “de potência”. Ligando o mul-tivibrador na base desse transistor e a lâmpada ao coletor podemos fazê-la piscar.

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Importante: observe o (+) do LED. Se inverter não funciona!

Experimente: A) Alterar a frequência das piscadas clicando nem C1 e C2 — propriedades e

alterando os valores. B) Troque os LEDs e resistores por buzzer e programe frequências diferentes

para eles. Você vai obter uma sirene alternada.

Circuito 2— Pisca-Pisca de Potência Os transistores não tem capacidade para acionar uma lâmpada, que exige muito maior corrente. Assim, para acionar uma lâmpada precisamos de um transistor adi-cional “de potência”. Ligando o multivibrador na base desse transistor e a lâmpada ao coletor podemos fazê-la piscar,

A lâmpada está na caixa “indicadores” (indicators). Ligando a simulação (I/O) a lâmpada vai piscar junto com o LED. Explique o por-que dela não piscar alternadamente.

Altere os capacitores para mudar o ritmo das piscadas.Determine o ganho do

Onde estão os componentes: Resistores na caixa “basic” Q1 e Q2 na caixa “transistors NPN” X1 na caixa indicators Terra e V1 na caixa “sources” LED virtual na caixa basic 3D C1 e C2 em capacitors na caixa basic

Questionário:

1. Seria possível elaborar o mesmo circuito com transistores PNP? O que muda

neste caso?

2. Como podemos colocar um potenciômetro neste circuito para poder ajustar sua

frequência?

Figura 3—Circuito de

potência. Acionando

uma lâmpada

V112 V

Q1

BC548BP

Q2

BC548BP

U1

R11k

R21k

R347k R4

47k

C1

4.7µF

C2

4.7µF

Q3

BCX70K

X112V_10W


�


responda ao questionário:

1) Seria possível elaborar o mesmo circuito com transistores PNP? O que muda neste caso?

2) Como podemos colocar um potenciômetro neste circuito para poder ajustar sua frequência?

3) Dê exemplos de aplicações práticas para um multivibrador astável.

A lâmpada está na caixa “indicadores” (indicators).

Ligando a simulação (I/O) a lâmpada vai piscar junto com o LED. Explique o porque dela não piscar alternadamente.

Altere os capacitores para mudar o ritmo das piscadas. Onde estão os componentes:

Resistores na caixa “basic”

Q1 e Q2 na caixa “transistors NPN”

X1 na caixa indicators

Terra e V1 na caixa “sources”

LED virtual na caixa basic 3D

C1 e C2 em capacitors na caixa basic

4) O que é ciclo ativo?

para pesquisar !

no site WWW.neWtonCbraga.Com.br, na seção CirCuitos simulados, existem dezenas de CirCuitos para voCê montar no seu multisim. lá também está o link para baixar a versão do estudante por 30 dias.

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