Construcción de un Multivibrador Monoestable 555: Guía Paso a Paso

Construcción de un Multivibrador Monoestable 555

Este tutorial para principiantes te guía a través del circuito más simple del temporizador 555, el multivibrador monoestable. Aprenderás cómo el flip-flop interno del 555 controla una salida de pulso único, cómo calcular el intervalo de tiempo y por qué el diseño es inmune a variaciones de voltaje de alimentación.

Partes y Materiales

• 1× Batería de 9V
• Clip de batería (Radio Shack #270‑325)
• Mini pinzas gancho (soldadas al clip de batería, Radio Shack #270‑372)
• Reloj con segundero o cronómetro
• Alambre de 1½″‑a‑2″ (3.8 mm a 5 mm), doblado a la mitad (alambre rojo en ilustración)
• U1 – IC temporizador 555 (Radio Shack #276‑1723)
• D1 – LED Rojo (Radio Shack #276‑041 o equivalente)
• D2 – LED Verde (Radio Shack #276‑022 o equivalente)
• R1, R2 – Resistencias de 1 kΩ, ¼W
• Rt1 – Resistencia de 27 kΩ, ¼W
• Rt2 – Resistencia de 270 kΩ, ¼W
• C1, C2 – Capacitores de 0.1 µF (Radio Shack #272‑1069 o equivalente)
• Ct – Capacitor de 10 µF (Radio Shack #272‑1025 o equivalente)
• Ct – Capacitor de 100 µF (Radio Shack #272‑1028 o equivalente)

Referencias Cruzadas

• Lessons In Electric Circuits, Vol. 1, cap. 13: "Campos eléctricos y capacitancia"
• Lessons In Electric Circuits, Vol. 1, cap. 13: "Capacitores y cálculo"
• Lessons In Electric Circuits, Vol. 1, cap. 16: "Cálculos de voltaje y corriente"
• Lessons In Electric Circuits, Vol. 1, cap. 16: "Resolviendo para tiempo desconocido"
• Lessons In Electric Circuits, Vol. 4, cap. 10: "Multivibradores monoestables"

Objetivos de Aprendizaje

• Comprender la operación de un multivibrador monoestable.
• Aplicar el concepto de constante de tiempo RC en un circuito práctico.
• Configurar el temporizador 555 como multivibrador monoestable no retriggerable.

Diagrama Esquemático

Ilustración

Instrucciones

El 555 a menudo se llama el IC "temporizador" por circuitos como este. En modo monoestable, un solo pulso de disparo de nivel bajo causa que la salida vaya alta por una duración fija determinada por la resistencia y capacitor externos.

El LED verde se enciende cuando la salida del 555 está alta, y el LED rojo cuando está baja. Esta pista visual ayuda a verificar el comportamiento de temporización.

Como el circuito es no retriggerable, cualquier pulso de disparo adicional durante el intervalo de tiempo es ignorado —excepto una breve condición de solo-flanco que es abordada por la resistencia y capacitor de acondicionamiento de señal (Rt y C1).

Para iniciar el temporizador, conecta el pin de disparo (pin 2) a tierra. La salida sube, y el capacitor de temporización (Ct) comienza a cargar a través de Rt. Una vez que Ct alcanza 2/3 V_CC, el flip-flop interno conmuta, llevando el pin 7 a alto para descargar Ct y bajar la salida.

Para un pulso de 3 segundos, elige Rt = 27 kΩ y Ct = 10 µF. Intercambia estos valores con Rt = 270 kΩ y Ct = 100 µF para lograr aproximadamente 30 segundos. Nota que variaciones de tolerancia (5% para resistencias, 20% para capacitores) pueden afectar el tiempo medido hasta en 25%.

La operación del 555 es en gran medida independiente del voltaje de alimentación. Cambiar la batería de 9 V por una de 6 V o 12 V no cambiará el ancho de pulso, aunque el brillo de los LEDs puede variar.

C2 es opcional y principalmente protege el circuito de ruido de la línea de alimentación. En un ambiente limpio, puedes omitirlo sin efecto notable.

Teoría de Operación

El pin 7 es un transistor que normalmente conduce, manteniendo Ct descargado. Cuando el pin 2 es llevado a bajo, los comparadores internos habilitan Ct para cargar a través de Rt. Cuando Ct alcanza 2/3 V_CC, el flip-flop del 555 cambia de estado, apagando el transistor y permitiendo que Ct se descargue. La secuencia de conmutación puede visualizarse en las formas de onda adjuntas.

Hojas de Trabajo Relacionadas

• Circuitos Temporizador