555 Análisis del circuito del temporizador

  

• ¿Qué es V en el momento en que el circuito está conectado a la alimentación? Para mí, parece que está flotando sin un voltaje de referencia, ya que C3 está vacío (es decir, básicamente un circuito abierto) y D2 no realiza la conducción ya que el nivel de SALIDA es bajo. (Estoy bastante seguro de que estoy equivocado aquí, pero no sé por qué / dónde).
  

V es 0 voltios. Y no, no es circuito abierto. Un capacitor "mantendrá" 0V tan bien como cualquier otro voltaje.

  

• ¿Cómo determinar el período y el tiempo de servicio? (Estoy buscando más una fórmula y algunos consejos para entender su derivación)
  

En el modo astable, V está alternando entre 1/3 Vcc y 2/3 Vcc. Lo hace a una velocidad determinada tanto por la capacitancia como por la resistencia que se aplica durante cada fase de operación.

Se puede mostrar que la curva exponencial se mueve de 1/3 a 2/3 (o viceversa) en un tiempo que es igual a \ $ - \ ln (0.5 ) \ cdot R \ cdot C \ $ , o 0.693 × R × C, que es la fórmula utilizada en la hoja de datos.

EDITAR: Específicamente, el voltaje a través del capacitor (durante la descarga) es $$ v (t) = V_0 e ^ {- \ frac {t} {RC}} $$ Queremos saber cuánto tiempo lleva caer de 2/3 Vcc ( \ $ V_0 \ $ ) a 1/3 Vcc. Por lo tanto, establecemos la expresión igual a 1/3 Vcc y resolvemos para t: $$ \ frac {1} {3} V_ {CC} = \ frac {2} {3} V_ {CC} \ cdot e ^ {- \ frac {t} {RC }} $$ Aislar el exponencial: $$ \ frac {1} {2} = e ^ {- \ frac {t} {RC}} $$ Toma el logaritmo de ambos lados: $$ \ ln \ frac {1} {2} = - \ frac {t} {RC} $$ Y finalmente, aislar t: $$ - \ ln \ frac {1} {2} \ cdot R \ cdot C = t $$ Una fórmula similar se aplica cuando se carga de 1/3 Vcc a 2/3 Vcc utilizando una tensión de alimentación de Vcc.

  

• Los ejemplos de temporizadores basados en 555 que he visto en general cargan C3 desde Vcc. En este caso, se carga desde el pin de salida. ¿Existen ventajas / desventajas de este enfoque?
  

Esta topología de circuito permite que el temporizador funcione con un ciclo de trabajo inferior al 50%; en este caso, puede ser MUCHO inferior al 50%. Una desventaja es que la tensión de carga no es exactamente Vcc (y esto empeora si hay una carga significativa en la salida), lo que arroja el cálculo de tiempo para el tiempo de "encendido".

  

• ¿Cuál es el papel de D1?
  

El relé es una carga inductiva, lo que significa que cuando se apaga hay un aumento significativo de voltaje que podría dañar la salida del IC. D1 "cortocircuita" este pico para proteger el resto del circuito.