Un conocido circuito integrado utilizado para obtener señales de reloj es el 555, que es muy importante para proyectos que involucran electrónica digital.
Funciona como un temporizador y fue creado en 1970 por el ingeniero Hans Camenzind. Incluso después de 50 años de su invención, el circuito no ha sufrido cambios importantes con el tiempo.
El propósito de este artículo es mostrar cómo funciona el 555, cuáles son sus aplicaciones, sus modos de operación y cómo dimensionar las resistencias y condensadores para él.
Indice
CI 555
El circuito integrado 555 es capaz de emitir pulsos en su salida con una frecuencia configurable.
El componente tiene 8 terminales, 4 en cada lado, que se pueden usar para diversas aplicaciones, como temporizadores, osciladores y generadores de pulso.
El reloj de salida del 555 es una señal muy útil para trabajar con sistemas digitales, siendo ampliamente utilizado para controlar otros circuitos digitales.
Ejemplo de una señal de salida 555
Típicamente, este circuito integrado tendrá un voltaje de funcionamiento de 5 a 18 voltios, con un consumo de 10 mA en el estado alto y una corriente de salida de un máximo de 200 mA.
555 pines
Al igual que con cualquier circuito integrado, lo primero para identificar los pines 555 es identificar dónde se encuentra la parte achaflanada de la carcasa, indicará la posición correcta para ver qué pines están. En los diagramas, esta marca suele estar boca arriba.
- GND: Es la tierra famosa, siempre debe estar conectada a la tierra (0v) de la fuente de alimentación. La polaridad inversa puede dañar el chip.
- DESENCADENAR: Significa disparo, un valor de voltaje inferior a un tercio del voltaje de alimentación activa la biestable interna y la salida.
- SALIDA: Salida, emite una señal con una amplitud igual a la tensión de alimentación del 555 y con una frecuencia que depende de otros factores del circuito.
- REINICIAR: Detiene e inicia la operación nuevamente.
- CONTROL DEL VOLTAJE: Se usa para controlar el comparador interno del chip que está conectado al pin 6, haciéndolo más o menos sensible.
- LÍMITE: Un valor de voltaje superior a dos tercios del voltaje de suministro en ese pin desactiva la biestable interna y la salida.
- DESCARGA: Se utiliza para descargar un condensador que debe estar conectado a ese terminal.
- VCC: El voltaje de suministro del 555, que debe estar entre 5V y 15v o 18v, dependiendo del fabricante. Consulte la hoja de datos de su componente para estar seguro.
Al conectar resistencias y condensadores al 555, es posible controlar el período de los pulsos que emite. Veremos esto en sus modos de operación.
Modos de funcionamiento
Hay 3 modos de operación que puede operar el 555, estos son:
- Estable, actúa como un oscilador
- Monoestable, en el que funciona como desencadenante
- Biestable, usado en chanclas
Estable
El nombre astable significa que no hay un estado estable. La salida cambia continuamente entre alta y baja sin intervención del usuario, generando una onda cuadrada.
Este tipo de circuito oscilante se puede utilizar para movimientos intermitentes en un dispositivo, como apagar y encender el motor a intervalos regulares. También se puede usar para encender lámparas o LED, y también se puede usar para controlar otros circuitos digitales.
Monoestable
El circuito monoestable emite una señal de respuesta a una señal de entrada de activación, que puede ser un botón o un activador. La salida CI permanece en estado bajo hasta que hay una señal de entrada.
Este modelo se usa en situaciones en las que, después de activar un comando, la señal de salida debe permanecer encendida durante un período de tiempo y luego apagarse. El circuito solo volverá al estado alto nuevamente si hay otra unidad. Imagine, por ejemplo, la iluminación de un corredor, que debe permanecer encendido durante un minuto después de activarse. Para eso está el 555 en modo monoestable.
El nombre monoestable se debe a que solo uno de sus estados, el estado alto, es estable. Es decir, permanece encendido por un período de tiempo que siempre es el mismo. El estado bajo es inestable, ya que puede ocurrir en cualquier momento.
Biestable
El modo biestable tiene dos estados estables, alto y bajo. Cuando la entrada del disparador está en un estado bajo, la salida del circuito está en un nivel lógico alto. El reinicio, por otro lado, hace que la salida del circuito pase a un estado bajo.
Este tipo de circuito es útil cuando es necesario invertir la señal después de un inicio, reiniciando la biestable siempre que sea necesario.
Cálculos que involucran 555
Para controlar el tiempo de encendido del 555, es necesario utilizar condensadores y resistencias.
Para el circuito a continuación, podemos calcular el tiempo a nivel alto y el tiempo a nivel bajo con las siguientes fórmulas, en modo astable.
Tiempo en que la salida permanece en un nivel alto:
t1 = 0.693 x C1 (R1 + R2)
Tiempo en que la salida permanece baja:
t0 0 = 0,693 x R2 x C1
Dónde:
- t1: Tiempo cuando la salida permanece en un nivel alto
- t2: Tiempo que la salida permanece baja
- C1: C1 Capacitancia en Faradios
- R1: Resistencia de R1 en ohmios
- R2: Resistencia de R2 en ohmios
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