Flasher LED Azul CMOS 555 de Larga Duración – Tutorial Práctico de Circuito Astable 555

Componentes y Materiales

• 2 × Pilas AAA
• Clip de batería (Radio Shack #270‑398B)
• U1 – 1 IC temporizador TLC555 CMOS (Radio Shack #276‑1718 o equivalente)
• Q1 – Transistor PNP 2N3906 (Radio Shack #276‑1604 o equivalente)
• Q2 – Transistor NPN 2N2222 (Radio Shack #276‑1617 o equivalente)
• CR1 – Diodo 1N914 (Radio Shack #276‑1122 o equivalente – ver notas)
• D1 – LED Azul (Radio Shack #276‑311 o equivalente)
• R1 – Resistencia de 1.5 MΩ ¼ W 5 %
• R2 – Resistencia de 47 kΩ ¼ W 5 %
• R3 – Resistencia de 2.2 kΩ ¼ W 5 %
• R4 – Resistencia de 620 Ω ¼ W 5 %
• R5 – Resistencia de 82 Ω ¼ W 5 %
• C1 – Capacitor de tantalio de 1 µF (Radio Shack #272‑1025 o equivalente)
• C2 – Capacitor electrolítico de 100 µF (Radio Shack #272‑1028 o equivalente)
• C3 – Capacitor electrolítico de 470 µF (Radio Shack #272‑1030 o equivalente)

Referencias Cruzadas

• 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. 3, Cap. 4 – "Transistores Bipolares de Unión"
• Lessons In Electric Circuits, Vol. 3, Cap. 9 – "Descarga Electroestática"
• Lessons In Electric Circuits, Vol. 4, Cap. 10 – "Multivibradores"

Objetivos de Aprendizaje

• Aplicar principios de constante de tiempo RC en un circuito real
• Implementar un temporizador 555 en configuración multivibrador astable
• Comprender ciclo de trabajo y su impacto en pulsos LED
• Practicar manipulación de componentes sensibles a ESD
• Usar transistores para aumentar ganancia de corriente y proteger el IC
• Emplear un capacitor para duplicar momentáneamente voltaje para LED de alto Vf

Diagrama Esquemático

Ilustración

Instrucciones

Debido a que el IC CMOS 555 es altamente sensible a descarga estática, protégelo con una funda antiestática o pulsera de tierra como se describe en Lessons In Electric Circuits, Vol. 3, Cap. 9.

Los LEDs azules tienen un voltaje directo de aproximadamente 3.6 V, que excede los 3 V suministrados por dos celdas AAA. El circuito usa un capacitor de temporización (C3) para momentáneamente aumentar el voltaje, permitiendo que el LED destelle por pulsos de 30 ms.

El diseño también funciona con una sola celda de 1.5 V. En ese caso, reemplaza R5 con una resistencia de 10 Ω y usa un LED rojo. El prototipo basado en LM3909 que inspiró esta placa operó por más de un año en una sola celda D.

El papel de CR1 es simplemente clampear el voltaje; cualquier diodo de silicio o Schottky funcionará adecuadamente. Diodos de menor caída (ej. Schottky) mejoran eficiencia y brillo del LED.

Teoría de Operación

Cuando Q2 está apagado, C3 carga al voltaje de batería menos la caída del diodo, aislando el LED azul. Al encender Q2, el lado negativo de C3 es jalado a –2.4 V, invirtiendo el diodo y permitiendo que la energía almacenada se descargue a través de R5 y el LED, creando un pulso de 5.4 V que ilumina el LED.

Como C3 se descarga rápido, el LED es visible solo durante el breve pulso. Corriente de fuga a 3 V puede producir un brillo tenue cuando el LED está nominalmente apagado, una observación común en el mundo real.