Elettronica - Soluzione

Scegliendo R1 << R2, per ottenere un ciclo utile prossimo al 50%, e R1+R2 < 2MΩ per

compatibilità con l’integrato 555, si può determinare il valore della capacità da utilizzare.

Ponendo R1 = 1KΩ e R2 = 10 KΩ:

-4 3

C = 10 /(21*10 *ln2) = 6,87 nF

Punto c

Il blocco 2 sarà costituito da un monostabile sempre realizzato mediante integrato 555.

Nello schema non viene indicato il condensatore da 10nF da collegare al piedino Control

Voltage. Il condensatore di disaccoppiamento nel collegamento al trigger può essere dello

stesso valore. 5V R

Output

Timer 555 Discharge

R1 Threshold

CK Trigger C

10

R2

Le due resistenze R1 e R2 possno essere poste ugualli e pari a 10KΩ.

deve essere pari a quella che il sensore produce con umidità del 10%, e

La capacità C

10

cioè112 pF.

La resistenza R può essere determinata richiedendo che la durata dell’impulso generato

dal monostabile, T = 1.1 * R*C , sia inferiore al periodo del clock. Ad esempio si può

10 10 -5

scegliere una durata pari ad un decimo di tale periodo, ossia 10 s.

R = T /(1.1 * C ) = 81,2 KΩ

10 10

Punto d

Il blocco 3 sarà costituito da un monostabile sempre realizzato mediante integrato 555.

Il circuito è uguale a quello precedente, con lo stesso valore di R. Il condensatore sarà

invece costituito dal sensore di umidità.

Le durate degli impulsi si ottengono sostituendo nella relazione T=1.1*R*C, i valori delle

capacità relative ai valori di umidità del 10%, 50% e 90%.

3 3 -12 -5

T = 1.1 * 81.2 *10 * C = 1.1 * 81.2 *10 * 112 * 10 = 10 s.

10 10 2

3 3 -12 -5

T = 1.1 * 81.2 *10 * C = 1.1 * 81.2 *10 * 124 * 10 = 1.1076 * 10 s.

50 50

3 3 -12 -5

T = 1.1 * 81.2 *10 * C = 1.1 * 81.2 *10 * 143 * 10 = 1.2773 * 10 s.

90 90

Punto e

Le forme d’onda dei blocchi 1, 2, 3 ,4 saranno costituite dai segnali prodotti dall’astabile,

dai due monostabili e dall’uscita della porta exor, che produrrà un segnale alto quandi i

due segnali di ingresso sono differenti. In tal modo genererà un impulso di durata pari alla

differenza delle durate dei due impulsi di ingresso.

CK uscita blocco 1

5 V t [s]

-4

10

Vt uscita blocco 2

5V t [s]

-5

10

Vs uscita blocco 3 (50%)

5V t [s]

-5

1.1076*10

Vc uscita blocco 4 (50%)

5V t [s]

-5

0.1076*10

In figura sono riportati i segnali nel caso di umidità 50%. Nei casi 10% e 90% cambieranno

le uscite dei blocch 3 e 4; in particolare le durate del segnale del blocco 4 assumeranno i

seguenti valori: 3

t = 0 s.

10 -5

t = 0.1076*10 s.

50 -5

t = 0.2773*10 s.

90

Punto f

Il blocco 5 può essere costituito da un filtro passa basso con frequeza di taglio nettamente

inferiore alla frequenza del clock. In questo modo l’uscita consisterà nel valore medio del

segnale d’ingresso.

Indicato con T il periodo del segnale in ingresso al blocco 5, con t la sua durata e con V

l’ampiezza, il valore medio nel periodo sarà dato da:

V0 = V * t / T.

Il blocco può essere realizzato con un semplice RC con un valore di R sufficientemente

elevato da non caricare l’uscita della porta exor.

R C

Vc Vo

Ponendo la frequenza di taglio f pari a 100 Hz e la resistenza R pari a 1MΩ, si ottiene per

la capacità il valore:

C = 1/ (6.28 * f * R) = 1.59 nF

I valori dell’uscita Vo risulteranno:

Vo(10%) = 0 V

Vo(50%) = 0.0538 V

Vo(90%) = 0.13865 V

Punto g

Il blocco 6 può essere costituito da un amplificatore non invertente con un guadagno tale

da produrre 5V in uscita con un ingresso da 0.13865V. 4