Aprenderemos como funciona e como montar um circuito muito importante para as aplicações digitais como memórias, circuitos contadores, osciladores e muitos outros. No nosso caso ele será usado para fazer piscar LEDs. Veremos como controlar sua frequência.
Explicação
Um multivibrador astável é um circuito que não tem um estado estável, ficando constantemente mudando de estado, numa velocidade que depende justamente de circuitos de tempo RC. Na figura 58 temos a configuração básica de um multivibrador astável com dois transistores NPN.
Esta mesma configuração pode ser obtida com transistores PNP, válvulas e outros componentes ativos.
Os dois transistores são ligados de tal forma que, a cada instante, quando um está no corte o outro estará obrigatoriamente saturado, ou seja, apenas um dos transistores pode conduzir de cada vez.
Podemos comparar este circuito a uma gangorra que, quando um lado “sobe” o outro obrigatoriamente “desce”, conforme sugere a figura 2.
No multivibrador astável, conforme o nome sugere, a condução dos transistores não é uma situação estável, de modo que cada transistor só pode ficar por tempo limitado nesta condição.
Isso faz com que os dois transistores do circuito fiquem constantemente trocando de estado, passando do corte para a saturação, e vice-versa, numa velocidade que depende dos componentes usados. No nosso circuito, os transistores controlam a corrente nos LEDs, de modo que, quando cada transistor conduz o LED ligado ao seu coletor acende.
Como os transistores conduzem alternadamente num multivibrador astável, dependendo dos capacitores, os LEDs também acendem alternadamente. Troque os capacitores para verificar como influem na frequência das piscadas dos LEDs.
Para os alunos dos cursos médio e técnico pode-se dar a fórmula para se calcular a frequência das piscadas e pedir que ela seja calculada para os valores dos componentes utilizados.
Também podem ser trocados os capacitores por outros da valores não iguais no mesmo circuito, por exemplo 4,7 uF e 47 uF de modo a se obter um comportamento assimétrico para o circuito. Nesse comportamento, um dos LEDs fica aceso por mais tempo do que o outro. Mais sobre a teoria de funcionamento deste circuito pode ser encontrado no livro Curso de Eletrônica – Eletrônica Analógica – Volume 2.
Montagem
Na figura 3 temos o diagrama completo do multivibrador astável.
A montagem utilizando a matriz de contatos de 170 pinos é mostrada na figura 4.
Para acessar a simulação deste circuito no Tinkercad acesse https://www.tinkercad.com/things/cCYgckAM0BX-p09-pisca-pisca-com-led
Na montagem, observe cuidadosamente a posição dos transistores e dos LEDs.
Os resistores têm seus valores dados pelas faixas coloridas, conforme lista de materiais.
Na figura 5 temos a foto do protótipo montado pelo autor.
Procedimento
Ligue os fios do suporte de pilhas à matriz de contatos, observando sua polaridade (cores). Os LEDs devem piscar imediatamente.
Sugestão
- Altere os valores dos capacitores para verificar como eles alteram o comportamento do circuito.
- Altere os valores dos resistores de base para ver o que ocorre. Não os reduza para menos de 1k.
Lista de Material
Q1, Q2 – BC548 – transistores NPN
LED1, LED2 – LEDs comuns
R1, R4 – 1 k ohms – resistor – marrom, preto, vermelho
R2, R3- 100 k ohms – resistor – marrom, preto, amarelo
C1, C2 – 4,7 uF – capacitores eletrolíticos
B1 – 6 V – 4 pilhas
Diversos: Matriz de contatos, suporte de pilhas, fios, etc.
Questionário
- O que acontece com as piscadas dos LEDs se aumentarmos os valores dos capacitores usados?
- É possível fazer com que um dos LEDs fique aceso por mais tempo que o outro? Como?
- Como podemos fazer este circuito usando transistores PNP?
Desafio
- Que tal experimentar mais LEDs em série com resistores de 1 k neste circuito. Onde você os ligaria?
Links
- Artigos:Determinando a Frequência de um Multivibrador
Projeto 1 – Como Acender um LED
Projeto 2 – Controlando o Brilho do LED
Projeto 3 - Controlando dois LEDs com um potenciômetro
Projeto 4 – O transistor como chave
Projeto 5 - Alarme de luz com LDR
Projeto 7 – Temporizador com LED
Projeto 8 – Sensor de toque Darlington
Projeto 9 – Pisca-Pisca Astável ⇐ você está aqui
Projeto 10 – Pisca-Pisca astável controlado pela luz
Projeto 12 – Oscilador controlado pela luz