CMOS 555 Intermitente LED azul de larga duración

PIEZAS Y MATERIALES

• Dos pilas AAA
• Clip de batería (catálogo de Radio Shack n. ° 270-398B)
• U1 - 1CMOS TLC555 temporizador IC (catálogo de Radio Shack n. ° 276-1718 o equivalente)
• Q1 - Transistor 2N3906 PNP (catálogo de Radio Shack n. ° 276-1604 (paquete de 15) o equivalente)
• Q2 - Transistor NPN 2N2222 (catálogo de Radio Shack n. ° 276-1617 (paquete de 15) o equivalente)
• CR1 - Diodo 1N914 (catálogo de Radio Shack n. ° 276-1122 (paquete de 10) o equivalente, consulte las instrucciones)
• D1 - Diodo emisor de luz azul (catálogo de Radio Shack n. ° 276-311 o equivalente)
• R1 - Resistencia de 1,5 MΩ 1 / 4W 5%
• R2 - Resistencia de 47 KΩ 1 / 4W 5%
• R3 - Resistencia de 2,2 KΩ 1 / 4W 5%
• R4 - Resistencia de 620 Ω 1 / 4W 5%
• R5 - Resistencia de 82 Ω 1 / 4W 5%
• C1 - Condensador de tantalio de 1 µF (catálogo de Radio Shack 272-1025 o equivalente)
• C2 - Condensador electrolítico de 100 µF (catálogo de Radio Shack 272-1028 o equivalente)
• C3 - Condensador electrolítico de 470 µF (catálogo de Radio Shack 272-1030 o equivalente)

REFERENCIAS CRUZADAS

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 3, capítulo 4:“Transistores de unión bipolar”

Lecciones de circuitos eléctricos , Volumen 3, capítulo 9:"Descarga electrostática"

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

OBJETIVOS DE APRENDIZAJE

• Aprenda una aplicación práctica para una constante de tiempo RC
• Aprenda una de las diversas configuraciones de multivibrador Astable del temporizador 555
• Conocimiento práctico del ciclo de trabajo
• Cómo manejar piezas sensibles a ESD
• Cómo usar transistores para mejorar la ganancia de corriente
• Cómo usar un capacitor para duplicar el voltaje con un interruptor

DIAGRAMA ESQUEMÁTICO

ILUSTRACIÓN

INSTRUCCIONES

¡NOTA! Este proyecto utiliza una parte sensible a la electricidad estática, el CMOS 555. Si no usa la protección como se describe en el Volumen 3, Capítulo 9, Descarga electroestática , corre el riesgo de destruirlo.

Este circuito se basa en los dos experimentos anteriores, utiliza sus características y las agrega. Los LED azules y blancos tienen un Vf (voltaje de caída directo) más alto que la mayoría, alrededor de 3.6V. Las baterías de 3 V no pueden funcionar sin ayuda, por lo que se requieren circuitos adicionales.

Como en los circuitos anteriores, al LED se le da un pulso de 0.03 segundos (30ms). C3 se usa para duplicar el voltaje de este pulso, pero solo puede hacer esto por un corto tiempo. Medir la corriente a través del LED no es práctico con este circuito debido a su corta duración, pero los LED azules son generalmente más predecibles porque se inventaron más tarde.

Este diseño en particular también se puede utilizar con una sola batería de 1 1 / 2V. El concepto base se creó con un IC ahora obsoleto, el LM3909, que usaba un LED rojo, el IC y un condensador. Al igual que con este circuito, podría parpadear un LED rojo durante más de un año con una sola celda D. Cuando los LED rojos más nuevos aumentaron su Vf de 1,5 V a 2,5 V, este chip antiguo ya no era práctico y muchos aficionados todavía lo echan de menos. Si desea probar una batería de 11/2 V, cambie R5 a 10 Ω y use un LED rojo con un CR1 mejor (consulte el siguiente párrafo).

CR1 no es la mejor opción para este componente, se seleccionó porque es una pieza común y funciona. Casi cualquier diodo funcionará en esta aplicación. Los diodos Schottky y germanio caen mucho menos voltaje, un diodo de silicio cae 0.6-0.7V, mientras que un diodo Schottky cae 0.1-0.2V y un diodo de germanio cae 0.2V-0.3V. Si se utilizan estos componentes, la caída de voltaje reducida se traduciría en una intensidad de LED más brillante, a medida que aumenta la eficiencia de los circuitos.

TEORÍA DE FUNCIONAMIENTO

Q2 es un interruptor, que utiliza este circuito. Cuando Q2 está apagado, C3 se carga al voltaje de la batería, menos la caída del diodo, como se muestra en la Figura 1. Dado que el LED azul Vf es de 3.4V a 3.6V, está efectivamente fuera del circuito.

La Figura 2 muestra lo que sucede cuando se enciende Q2. El lado del condensador C3 + está conectado a tierra, lo que mueve el lado - a -2,4V. El diodo CR1 ahora está polarizado hacia atrás y está fuera del circuito. El -2.4V se descarga a través de R5 y D1 al + 3.0V de las baterías. El 5.4V proporciona mucho voltaje adicional para encender el LED azul. Mucho antes de que se descargue C3, el circuito vuelve a conectarse y C3 comienza a cargarse de nuevo.

En el LM3909 CR1 había una resistencia. El diodo se utilizó para minimizar la corriente, al permitir que R4 sea su valor máximo. Puede notar un brillo azul tenue en el LED azul cuando está apagado. Esto demuestra la diferencia entre la teoría y la práctica, 3V es suficiente para causar alguna fuga a través del LED azul, aunque no esté conduciendo. Si midiera esta corriente, sería muy pequeña.