viernes, 25 de junio de 2010

TEMPORIZADOR 555

El temporizador 555 fue introducido al mercado en el año 1971, (hace más de 35 años) por la empresa Signetics Corporation con el nombre: SE555 / NE555

Este integrado fue llamado "The IC Time Machine" (el Circuito integrado máquina del tiempo"), que en esos momentos era el único integrado de su tipo disponible.

1-Tierra o masa.
2 - Disparo:
Es en esta patilla, donde se establece el inicio del tiempo de retardo, si el 555 es configurado como monostable. Este proceso de disparo ocurre cuando este pin va por debajo del nivel de 1/3 del voltaje de alimentación. Este pulso debe ser de corta duración, pues si se mantiene bajo por mucho tiempo la salida se quedará en alto hasta que la entrada de disparo pase a alto otra vez.
3 - Salida: Aquí veremos el resultado de la operación del temporizador, ya sea que este conectado como monostable, astable u otro. Cuando la salida es alta, el voltaje será el voltaje de aplicación (Vcc) menos 1.7 Voltios. Esta salida se puede obligar a estar en casi 0 voltios con la ayuda de la patilla # 4 (reset)
4 - Reset: Si se pone a un nivel por debajo de 0.7 Voltios, pone la patilla de salida # 3 a nivel bajo. Si por algún motivo esta patilla no se utiliza hay que conectarla a Vcc para evitar que el 555 se "resetee"
5 - Control de voltaje: Cuando el temporizador se utiliza en el modo de controlador de voltaje, el voltaje en esta patilla puede variar casi desde Vcc (en la practica como Vcc-1 voltio) hasta casi 0 V (aprox. 2 Voltios). Así es posible modificar los tiempos en que la patilla # 3 esta en alto o en bajo independiente del diseño (establecido por las
resistencias y condensadores conectados externamente al 555). El voltaje aplicado a la patilla # 5 puede variar entre un 45 y un 90 % de Vcc en la configuración monostable. Cuando se utiliza la configuración astable, el voltaje puede variar desde 1.7 voltios hasta Vcc. Modificando el voltaje en esta patilla en la configuración astable causará la frecuencia original del astable sea modulada en frecuencia (FM). Si esta patilla no se utiliza, se recomienda ponerle un condensador de 0.01uF para evitar las interferencias
6 - Umbral: Es una entrada a un comparador interno que tiene el 555 y se utiliza para poner la salida (Pin # 3) a nivel bajo bajo

7 - Descarga: Utilizado para descargar con efectividad el condensador externo utilizado por el temporizador para su funcionamiento.
8 - V+: También llamado Vcc, es el pin donde se conecta el voltaje de alimentación que va de 4.5 voltios hasta 16 voltios (máximo). Hay versiones militares de este integrado que llegan hasta 18 Voltios

El temporizador 555 se puede conectar para que funcione de diferentes maneras, entre los mas importantes están: como multivibrador astable y como multivibrador monoestable

Multivibrador astable: Este tipo de funcionamiento se caracteriza por una salida con forma de onda cuadrada (o rectangular) continua de ancho predefinido por el diseñador del circuito. El esquema de conexión es el que se muestra. La señal de salida tiene un nivel alto por un tiempo T1 y en un nivel bajo un tiempo T2. Los tiempos de duración dependen de los valores de R1 y R2.

T1 = 0.693(R1+R2)C1 y T2 = 0.693 x R2 x C1 (en segundos)

La frecuencia con que la señal de salida oscila está dada por la fórmula:

f = 1 / [0.693 x C1 x (R1 + 2 x R2)]

y el período es simplemente = T = 1 / f

Hay que recordar que el período es el tiempo que dura la señal hasta que ésta se vuelve a repetir (Tb - Ta), ver gráfico.

Multivibrador Monostable: En este caso el circuito entrega a su salida un solo pulso de un ancho establecido por el diseñador (tiempo de duración).

El esquema de conexión es el que se muestra. La Fórmula para calcular el tiempo de duración (tiempo que la salida esta en nivel alto) es:

T = 1.1 x R1 x C1 (en segundos).

Observar que es necesario que la señal de disparo, sea de nivel bajo y de muy corta duración en el PIN # 2 del C.I. para iniciar la señal de salida.

En la actualidad existen otros proveedores de este circuito integrado, como la empresa On Semiconductores con el MC1455.

Este Circuito Integrado (C.I.) es para los experimentadores y aficionados un dispositivo barato con el cual pueden hacer muchos proyectos.

Este temporizador es tan versátil que se puede incluso utilizar para modular una señal en frecuencia y lograr lo que se conoce como una señal de frecuencia modulada (F.M.)

Está constituido por una combinación de comparadores lineales, Flip Flops (básculas digitales), transistores de descarga y excitador de salida.

Estructura interna del temporizador 555

Los voltajes de referencia de los comparadores se establecen en 2/3 V para el primer comparador C1 y en 1/3 V para el segundo comparador C2, por medio del divisor de voltaje compuesto por 3 resistores iguales R.

La versión original sigue produciéndose con mejoras y algunas variaciones a sus circuitos internos.

Hay un circuito integrado de se compone de dos temporizadores en una misma unidad, el 556

Si ha visto algún circuito comercial moderno, no se sorprenda si se encuentra un circuito integrado 555 trabajando en él.

El 555 es muy popular para hacer osciladores que sirven como reloj (base de tiempo) para el resto del circuito.

Temporizadores integrados (555 monostable)

Existen en el mercado un conjunto de circuitos integrados denominados temporizadores (timers) especialmente diseñados para realizar multivibradores monoestables y astables.

El temporizador 555 (NE555 de Signetics en versión bipolar y TLC555 de Texas Instruments en versión CMOS) es un circuito integrado barato y muy popular que fue desarrollado en 1972 por Signetics Corporation.

El 555 en la configuración monoestable. Al aplicar un pulso negativo en Vi con una tensión inferior a 1/3Vcc, el condensador C se carga libremente a través de R. Este proceso de carga finalizará cuando la VC =2/3Vcc, en cuyo caso se produce la descarga brusca de C a través del transistor de salida.

El pulso de salida tiene una duración T, especificado por el tiempo que tarda el condensador en pasar de ~0V a 2/3Vcc, viene definido por la siguiente ecuación

Temporizadores integrados (555 astable)

Se presenta al 555 en la configuración multivibrador astable. En este caso el condensador varía su tensión entre 1/3VCC y 2/3VCC.

El proceso de carga se realiza a través de RA+RB y el de descarga a través de RB.

Como resultado se genera a la salida una onda cuadrada no-simétrica definido por dos tiempos T1 y T2.

El porcentaje de ocupación del ciclo (duty cicle) viene definido por:

El duty cycle es mayor que 0.5 (50%) lo que significa que la onda cuadrada no es simétrica y la duración del estado lógico alto es mayor que el bajo (T1> T2).

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