IC - 555 Multivibrador Astable

El circuito integrado 555 es un temporizador muy versátil y podemos lograr interesantes proyectos.



Uno de los que mas usaremos es un temporizador de onda cuadrada, es decir, entrega durante un tiempo determinado una señal en alto y luego durante otro tiempo una señal en bajo, para volver a iniciar.
Podemos realizar un ejercicio que nos permitirá observar el funcionamiento: Encender y apagar un led de forma cíclica. Algo similar a las direccionales de un carro. Adicional podremos variar el tiempo de duración de la pausa.

En electrónica, un astable es un multivibrador que no tiene ningún estado estable, lo que significa que posee dos estados "quasi-estables" entre los que conmuta, permaneciendo en cada uno de ellos un tiempo determinado. La frecuencia de conmutación depende, en general, de la carga y descarga de condensadores.

REQUERIMIENTOS

• Batería (Fuente de voltaje) de 9v.
• IC 555
• Led de color verde
• Led de color rojo
• Potencimetro de 20K
• Resistencia de 1K
• 2 resistencias de 470
• Condensador electrolítico de 100 uF

DIAGRAMA

Expliquemos un poco el IC 555

El temporizador 555 se puede conectar para que funcione de diferentes maneras, entre los más importantes están: como multivibrador astable y como multivibrador monoestable. 

 

Como multivibrador Astable se  caracteriza por una salida con forma de onda cuadrada (o rectangular) continua de ancho predefinido.




El Pin 3 es la salida de señal la cual uno de los dos posibles valores.

• 0 voltios = LOW = Bajo
• 5 voltios = HIGH = Alto

TA = Tiempo en Alto
TB = Tiempo en Bajo

Disposición de los pines y su función.

1. Tierra o masa. Se conecta a cero voltios.

2. Disparo: Es en este pin, donde se establece el inicio del tiempo de retardo, si el 555 es configurado como monoestable. Este proceso de disparo ocurre cuando este pin va por debajo del nivel de 1/3 del voltaje de alimentación. Este pulso debe ser de corta duración, pues si se mantiene bajo por mucho tiempo la salida se quedará en alto hasta que la entrada de disparo pase a alto otra vez.

3. Salida: Aquí veremos el resultado de la operación del temporizador, ya sea que esté conectado como monoestable, astable u otro. Cuando la salida es alta, el voltaje será el voltaje de aplicación (Vcc) menos 1.7 Voltios. Esta salida se puede obligar a estar en casi 0 voltios con la ayuda del pin 4 (reset).

4. Reset: Si se pone a un nivel por debajo de 0.7 Voltios, pone la salida pin 3 a nivel bajo. Si por algún motivo este pin no se utiliza hay que conectarla a Vcc para evitar que el 555 se "resetee".

5. Control de voltaje: Cuando el temporizador se utiliza en el modo de controlador de voltaje, el voltaje en este pin puede variar casi desde Vcc hasta casi 0 V. Así es posible modificar los tiempos en que el pin 3 está en alto o en bajo independiente del diseño. Si esta patilla no se utiliza, se recomienda ponerle un condensador de 0.01uF para evitar las interferencias.

6. Umbral: Es una entrada a un comparador interno que tiene el 555 y se utiliza para poner la salida (Pin # 3) a nivel bajo.

7. Descarga: Utilizado para descargar con efectividad el condensador externo, utilizado por el temporizador para su funcionamiento.

8. V+: También llamado Vcc, es el pin donde se conecta el voltaje de alimentación que va de 4.5 voltios hasta 16 voltios (máximo). Hay versiones militares de este integrado que llegan hasta 18 Voltios.

Características técnicas

La tensión de alimentación puede estar comprendida entre 5V y 15V.
La corriente de salida del integrado puede llegar hasta 200mA (0,2 A)
El circuito integrado consume 600mW (0,6W)
Notas:
Entre el pin 1 y el pin 8 se alimenta el CI.
La entrada de disparo (trigger) es activa a nivel bajo.
La entrada de puesta a cero (reset) es activa a nivel bajo.

Funcionamiento

El condensador C1 está permanentemente cargándose y descargándose. Cuando se carga lo hace a través de R1 y R2 mientras que cuando se descarga lo hace a través de R2.
El condensador se carga hasta los 2/3 de la tensión de alimentación(Vcc). Llegados a este punto el condensador comienza a descargarse hasta 1/3 de la tensión de alimentación(Vcc). El proceso se repite permanentemente mientras el circuito esté alimentado.
Cuando el condensador se está cargando la salida del CI 555 está a nivel alto(9V) y el diodo led rojo se ilumina.
Cuando el condensador se está descargando la salida del CI 555 está a nivel bajo(0V) y el diodo led verde se ilumina.

Fórmulas

El tiempo que está a nivel alto(9V) se puede calcular con la siguiente fórmula:

T1 = (0,7/1000)*RT*CT

Donde:

T1 = Tiempo a nivel alto (seg)

RT = Resistencia de carga (KΩ)

CT = Condensador (microF)

El tiempo que está a nivel bajo(0V) se puede calcular con la siguiente fórmula:

T2 = (0,7/1000)*RT*CT

Donde:

T2 = Tiempo a nivel bajo (seg)

RT = Resistencia de descarga (KΩ) 

CT = Condensador (microF)

Un video del funcionamiento simulado con PROTEUS

En nuestros proyectos, donde la salida del 555 (pin 3) requiera una salida de voltaje mayor de 5v con consumo alto (lampara o motor) se recomienda usar un transistor a la salida del pin 3 que efectúe la tarea de interruptor. Es decir, de la salida (pin 3) va a una resistencia (120 oh) y de allí a la base de un transistor NPN.

Un ejemplo final.

• Se ha añadido un diodo (D3) al circuito para conseguir que los tiempos T1 y T2 sean iguales.
• Se ha añadido un pulsador /SW1) de "Reset" para anular la señal de salida.
• Se han añadido unas resistencias ajustables (VR1 y VR2) para poder variar los tiempos T1 y T2.
• Se ha añadido un transistor a la salida para atacar a un relé de 12V(RL1)  mediante el cual controlamos un circuito de fuerza a 230V.

Implementacion en la Protoboard

Un interesante proyecto para realizar con el 555 es un metrometro. Visita la página y anímate a hacerlo.