Demostracion De Las Ecuaciones Del Periodo De Un 555

DEMOSTRACION DE LAS ECUACIONES DEL PERIODO DE UN 555

Cuando la industria necesitaba un temporizador, lo primero que se

consideraba era la precisión en el tiempo, es una base muy

importante para determinar los elementos que se debían utilizar en

la concepción y diseño de un temporizador.

El ingenio de los técnicos siempre ha conseguido crear

temporizaciones con elementos sencillos y la industria ha bebido de

ellos, hasta la llegada al mercado del circuito integrado y como

consecuencia el NE555, un circuito integrado muy peculiar, del que

se ha escrito infinidad de volúmenes y quien sabe cuando se dejará

de utilizar.

Una marea de fabricantes, ha estado siempre detrás de este

pequeño "temporizador". El temporizador 555 fue desarrollado por

la firma Signetics en el 1971 con el nombre SE555/NE555 y se le

conoce como el "Circuito Integrado Máquina del Tiempo" (The IC

Time Machine).

MODO MONOESTABLE.

Es ideal para crear retardos de tiempo. En este modo, un

disparador externo hace que el temporizador 555 genere un pulso

de una duración ajustable. Igualmente, el temporizador funciona

con un disparador, vea la figura de abajo. El condensador externo

está inicialmente descargado por un transistor interno del propio

temporizador. Tras la aplicación de un disparo negativo al pin 2,

pulso de menos de 1/3 VCC, el flip-flop interno, se ajusta para que

libere el cortocircuito a través del condensador y acciona la salida a

alto.

En este estado, el temporizador 555 genera un pulso alto, que

comienza cuando el pin de disparo se pone en bajo (menos de

1/3Vcc, como se explica en el paso anterior, esto es suficiente para

cambiar la salida del comparador conectado con el pin de disparo).

La duración de este pulso depende de los valores de la resistencia

R1 y el condensador C1 en la imagen.

Entonces, el voltaje a través del condensador aumenta

exponencialmente durante un periodo de T=1,1xRAxC, al final del

cual el voltaje es igual a 2/3 VCC. El comparador a continuación,

restablece el flip-flop que, a su vez descarga el condensador y

acciona la salida en su estado bajo. La figura siguiente, muestra las

formas de onda generada en este modo de operación. Puesto que

la carga y el nivel de umbral del comparador son ambas

directamente proporcionales a la tensión de alimentación, la

temporización interna es independiente del suministro.

Cuando el pin de disparo esta alto, hace que el pin de descarga

(pin 7) pase a drenar toda la carga del condensador (C1 en la

imagen anterior). Esto hace que el voltaje en el condensador (y el

voltaje del pin 6) sean igual a 0. Cuando el pin de disparo cambió

bajo, el pin de descarga ya no es capaz de drenar corriente, esta

carga tiende a acumularse en el condensador de acuerdo con la

ecuación: t = 1,1*R*C.

Para obtener los resultados correctos, los valores de los

condensadores, en los cálculos, se deben convertir, de modo que

1uF = 0.000,001 F = 1-6F.

Una vez que el voltaje en el condensador (el voltaje de pin 6) es

igual a 2/3 de la tensión de alimentación (de nuevo, como se explica

en el paso anterior, esto es suficiente para cambiar la salida del

comparador conectado a la patilla 6), la salida del 555 es de nuevo

llevado bajo. La salida permanece baja hasta que el pin de disparo

es pulsado a bajo de nuevo, reiniciando el proceso que acabo de

describir.

Durante el ciclo de temporización cuando la salida es alta, la

posterior aplicación de un pulso de disparo, tan largo como la

entrada de disparo, no tendrá efecto en el circuito, éste devolverá

alto, al menos 10μs antes del final del intervalo de tiempo. Sin

embargo, el circuito puede ponerse a cero durante este tiempo, por

la aplicación de un pulso negativo al terminal de reposición (pin 4).

La salida, permanecerá entonces en el estado bajo, hasta que se

aplica un nuevo impulso de disparo.

La duración de este pulso de salida, depende de los valores de R1

y C1 en la figura anterior. Un ejemplo pondrá de relieve, el cálculo

del tiempo de retardo del pulso en la salida del 555 en modo

monoestable:

t = 1,1*R*C tiempo en segundos

Si elegimos R = 10Kohms y C = 100uF, tendremos

t = 1.1*10000*0.0001

t = 1'1 seg.

Esto significa que, con una resistencia de 10Kohm y un

condensador de 100uF, un pulso bajo en el pin de activación (pin

2) del 555, es decir, tirando a masa un instante el pin 2, hará que

un LED conectado a una resistencia de 270 Ohms a la salida, se

encienda durante 1'1 segundos. La siguiente, es la grafica de este

ejemplo.

En la imagen que sigue, disponemos de una herramienta de ayuda

muy apropiada para obtener, por ejemplo: el valor aproximado del

tiempo del retardo, conociendo los valores del condensador C1

(100uf) y la resistencia R1 (10k), en un monoestable, como en el

esquema anterior. El la grafica se muestra el valor de 1'1 s tiempo

de retardo.

Nota1. Durante parte de la operación del 555, el pin 7,

internamente se conecta a masa 0V, a través de un transistor. Si la

resistencia asociada en el circuito es muy baja (potenciómetro se

gira), una elevada corriente fluirá a través del transistor y se puede

dañar.

MODO ASTABLE.

El modo astable está estrechamente relacionado con el modo

monoestable (discutido en el apartado anterior), se puede ver que

el esquema es casi el mismo, como un multivibrador. La diferencia

importante es que, en modo astable, el pin de disparo, pin 2, está

conectado a la patilla umbral pin 6, lo que hace que la salida pase

a alternar continuamente entre los estados alto y bajo.

En las hojas de datos del temporizador 555, se utilizan los valores

de 1,44 y 0,7 como constantes en los cálculos de tiempos,

dependiendo de la forma en que se escribía la ecuación. Si bien,

estas cifras no son exactamente recíprocas una de la otra, están lo

suficientemente cerca para ser utilizadas sin preocupación.

En

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