555 Multivibrador monoestable

PIEZAS Y MATERIALES

• Una batería de 9 V
• Clip de batería (catálogo de Radio Shack n. ° 270-325)
• Clips de gancho pequeños (soldados al clip de batería, catálogo de Radio Shack n. ° 270-372)
• Un reloj con segundero / pantalla o un cronómetro
• Un cable de 3,8 mm a 5 mm (11/2 "a 2") de largo, doblado por la mitad (se muestra como cable rojo en la ilustración)
• U1 - 555 temporizador IC (catálogo de Radio Shack n. ° 276-1723)
• D1 - Diodo emisor de luz roja (catálogo de Radio Shack n. ° 276-041 o equivalente)
• D2:diodo emisor de luz verde (catálogo de Radio Shack n. ° 276-022 o equivalente)
• R1, R2 - Resistencias de 1 KΩ 1 / 4W
• Rt - Resistencia de 27 KΩ 1 / 4W
• Rt - Resistencia de 270 KΩ 1 / 4W
• C1, C2 - Condensador de 0,1 µF (catálogo de Radio Shack 272-1069 o equivalente)
• Ct - Condensador de 10 µF (catálogo de Radio Shack 272-1025 o equivalente)
• Ct - Condensador de 100 µF (catálogo de Radio Shack 272-1028 o equivalente)

REFERENCIAS CRUZADAS

Lecciones de circuitos eléctricos , Volumen 1, capítulo 13:"Campos eléctricos y capacitancia"

Lecciones de circuitos eléctricos , Volumen 1, capítulo 13:"Condensadores y cálculo"

Lecciones de circuitos eléctricos , Volumen 1, capítulo 16:"Cálculos de voltaje y corriente"

Lecciones de circuitos eléctricos , Volumen 1, capítulo 16:"Resolviendo tiempos desconocidos"

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

OBJETIVOS DE APRENDIZAJE

• Descubra cómo funciona un multivibrador monoestable
• Aprenda una aplicación práctica para una constante de tiempo RC
• Cómo utilizar el temporizador 555 como multivibrador monoestable

DIAGRAMA ESQUEMÁTICO

ILUSTRACIÓN

INSTRUCCIONES

Este es uno de los circuitos 555 más básicos. Este circuito es parte de esta hoja de datos de chips, completo con las matemáticas necesarias para diseñar según las especificaciones, y es una de las razones por las que un 555 se conoce como temporizador.

El LED verde que se muestra en la ilustración se enciende cuando la salida del 555 es alta (es decir, se cambia a Vcc), y el LED rojo se enciende cuando la salida del 555 es baja (se cambia a tierra).

Este multivibrador monoestable en particular (también conocido como monoestable o temporizador) no es un tipo reactivable.

Esto significa que una vez activado, ignorará más entradas durante un ciclo de tiempo, con una excepción, que se discutirá en el siguiente párrafo.

El temporizador comienza cuando la entrada baja o se cambia al nivel del suelo, y la salida sube.

Puede probar esto conectando el cable rojo que se muestra en la ilustración entre la tierra y el punto B, desconectándolo y volviéndolo a conectar.

Es una condición ilegal que la entrada permanezca baja para este diseño después del tiempo de espera.

Por esta razón, se agregaron R3 y C1 para crear un acondicionador de señal, que permitirá la activación de solo flanco y evitará la entrada ilegal.

Puede probar esto conectando el cable rojo entre tierra y el punto A.

El temporizador comenzará cuando el cable se inserte en el protoboard entre estos dos puntos e ignorará los contactos posteriores.

Si fuerza la entrada del temporizador a permanecer baja después del tiempo de espera, la salida permanecerá alta, aunque el temporizador haya terminado. Tan pronto como se elimine este suelo, el temporizador se reducirá.

Se seleccionaron Rt y Ct para una duración de tiempo de 3 segundos. Puede verificar esto con un reloj, 3 segundos es suficiente para que los humanos lentos podamos medirlo.

Intente intercambiar Rt y Ct con la resistencia de 27 KO y los condensadores de 100 µF. Dado que la respuesta a la fórmula es la misma, no debería haber diferencia en su funcionamiento.

A continuación, intente intercambiar Rt con la resistencia de 270 KO, ya que la constante de tiempo RC ahora es 10 veces mayor, debería acercarse a los 30 segundos.

La resistencia y el condensador probablemente tengan una tolerancia del 5% y el 20% respectivamente, por lo que los tiempos calculados que mida pueden variar hasta en un 25%, aunque por lo general estarán mucho más cerca.

Otra característica interesante del 555 es su inmunidad al voltaje de la fuente de alimentación.

Si cambiara la batería de 9V por una batería de 6V o 12, debería obtener resultados idénticos, aunque la intensidad de la luz LED cambiará.

C2 no es realmente necesario. El 555 IC tiene esta opción en caso de que el temporizador se utilice en un entorno donde la línea de alimentación sea ruidosa.

Puedes eliminarlo y no notar la diferencia. El 555 en sí mismo es una fuente de ruido, ya que hay un período de tiempo muy breve en el que los transistores de ambos lados de la salida son conductores, lo que genera una sobretensión (medida en nanosegundos) de la fuente de alimentación.

TEORÍA DE FUNCIONAMIENTO

Si observa el esquema funcional que se muestra, puede ver que el pin 7 es un transistor que va a tierra.

Este transistor es simplemente un interruptor que normalmente conduce hasta que el pin 2 (que está conectado a través del comparador C1, que alimenta el flip-flop interno) se baja, lo que permite que el condensador Ct comience a cargarse.

El pin 7 permanece apagado hasta que el voltaje en Ct se carga a 2/3 del voltaje de la fuente de alimentación, donde el temporizador se agota y el transistor del pin 7 se enciende nuevamente, su estado normal en este circuito.

La siguiente figura mostrará la secuencia de conmutación, siendo el rojo los voltajes más altos y el verde la tierra (0 voltios), con el espectro en el medio, ya que este es fundamentalmente un circuito analógico.

Este gráfico muestra la curva de carga en el Ct.

La Figura 1 es el punto de inicio y finalización de este circuito, donde está esperando que un disparador inicie un ciclo de temporización.

En este punto, el transistor de la patilla 7 está encendido, manteniendo el condensador Ct descargado.

La Figura 2 muestra lo que sucede cuando el 555 recibe un disparador, iniciando la secuencia.

Ct no ha tenido tiempo de acumular voltaje, pero la carga ha comenzado.

La Figura 3 muestra la carga del condensador, durante este tiempo el circuito está en una configuración estable y la salida es alta.

La Figura 4 muestra el circuito en medio de apagarse cuando llega el tiempo de espera.

El condensador se ha cargado al 67%, el límite superior del circuito 555, lo que hace que su flip-flop interno cambie de estado.

Como se muestra, el transistor aún no ha cambiado, lo que descargará Ct cuando lo haga.

La Figura 5 muestra el circuito una vez que se ha estabilizado, que es básicamente el mismo que se muestra en la Figura 1.

HOJAS DE TRABAJO RELACIONADAS:

• Circuitos temporizadores