Oscilador de audio 555

PIEZAS Y MATERIALES

• Dos baterías de 6 voltios
• Un capacitor, 0.1 µF, no polarizado (catálogo de Radio Shack # 272-135)
• Un temporizador 555 IC (catálogo de Radio Shack n. ° 276-1723)
• Dos diodos emisores de luz (catálogo de Radio Shack n. ° 276-026 o equivalente)
• Una resistencia de 1 MΩ
• Una resistencia de 100 kΩ
• Dos resistencias de 510 Ω
• Detector de audio con auriculares
• Osciloscopio (recomendado, pero no necesario)

Un osciloscopio sería útil para analizar las formas de onda producidas por este circuito, pero no es esencial. Un detector de audio es un equipo de prueba muy útil para este experimento, especialmente si no tiene un osciloscopio.

REFERENCIAS CRUZADAS

Lecciones de circuitos eléctricos , Volumen 4, capítulo 10:“Multivibradores”

OBJETIVOS DE APRENDIZAJE

• Para ilustrar cómo usar el temporizador 555 como un multivibrador astable
• Para ilustrar el conocimiento práctico del ciclo de trabajo

DIAGRAMA ESQUEMÁTICO

ILUSTRACIÓN

INSTRUCCIONES

El circuito integrado "555" es un temporizador de uso general útil para una variedad de funciones. En este experimento, exploramos su uso como un multivibrador u oscilador astable. Conectado a un condensador y dos resistencias como se muestra, oscilará libremente, activando y desactivando los LED con un voltaje de salida de onda cuadrada.

Este circuito funciona según el principio de cargar y descargar alternativamente un condensador. El 555 comienza a descargar el condensador conectando a tierra el Disch terminal cuando el voltaje detectado por el terminal Thresh excede 2/3 del voltaje de la fuente de alimentación (V _cc ).

Deja de descargar el condensador cuando el voltaje detectado por el Trig el terminal cae por debajo de 1/3 del voltaje de la fuente de alimentación. Por lo tanto, cuando ambos Thresh y Trig Los terminales están conectados al terminal positivo del capacitor, el voltaje del capacitor alternará entre 1/3 y 2/3 del voltaje de la fuente de alimentación en un " diente de sierra "Patrón.

Durante el ciclo de carga, el capacitor recibe corriente de carga a través de la combinación en serie de las resistencias de 1 MΩ y 100 kΩ. Tan pronto como el Disch terminal en el temporizador 555 va al potencial de tierra (un transistor dentro del 555 conectado entre ese terminal y tierra se enciende), la corriente de descarga del capacitor solo tiene que pasar por la resistencia de 100 kΩ. El resultado es una constante de tiempo RC que es mucho más larga para la carga que para la descarga, lo que da como resultado un tiempo de carga que excede en gran medida el tiempo de descarga.

Fuera del 555 El terminal produce una señal de voltaje de onda cuadrada que es "alta" (casi V _cc ) cuando el condensador se está cargando y "bajo" (casi 0 voltios) cuando el condensador se está descargando. Esta señal alterna de alto / bajo voltaje activa los dos LED en modos opuestos:cuando uno está encendido, el otro estará apagado. Debido a que los tiempos de carga y descarga del capacitor son desiguales, los tiempos "altos" y "bajos" de la forma de onda de onda cuadrada de salida también serán desiguales.

Esto se puede ver en el brillo relativo de los dos LED:uno será mucho más brillante que el otro porque está encendido durante un período de tiempo más largo durante cada ciclo.

La igualdad o desigualdad entre " alto "Y" bajo "Los tiempos de una onda cuadrada se expresan como el ciclo de trabajo de esa onda. . Una onda cuadrada con un ciclo de trabajo del 50% es perfectamente simétrica:su " alto "El tiempo es exactamente igual a su" bajo " hora. Una onda cuadrada que es " alta ”El 10% del tiempo y“ bajo ”Se dice que el 90% del tiempo tiene un ciclo de trabajo del 10%.

En este circuito, la forma de onda de salida tiene un " alto "Tiempo que supera el" bajo ”Tiempo, lo que da como resultado un ciclo de trabajo superior al 50%.

Utilice el detector de audio (o un osciloscopio) para investigar las diferentes formas de onda de voltaje producidas por este circuito. Pruebe diferentes valores de resistencia y / o condensadores para ver qué efectos tienen en la frecuencia de salida o los tiempos de carga / descarga.

HOJA DE TRABAJO RELACIONADA:

• Hoja de trabajo de circuitos temporizadores