Circuito integrado 555

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El 555 es un circuito integrado monolítico de bajo coste y grandes prestaciones. Inicialmente fue desarrollado por la firma Signetics, siendo en la actualidad construido por otros muchos fabricantes. Entre sus aplicaciones principales cabe destacar las de multivibrador astable y monoestable, detector de impulsos, etcétera.

El microcircuito de tiempo 555

Jack Kilby ingeniero de la Texas Instrument en el año de 1950 se las ingenió para darle vida al primer circuito integrado, una compuerta lógica, desde entonces y hasta nuestros tiempos han aparecido innumerables circuitos integrados, en Julio de 1972, apareció en la fabrica de circuitos integrados SIGNETICS CORP., un microcircuito de tiempo el NE555V, inventado por el grupo que dirigió el Jefe de Producción en ese tiempo, Gene Hanateck, este integrado se puede aplicar a diversas aplicaciones.

Breve historia del temporizador 555

El temporizador 555 fue introducido al mercado en el año 1971, (hace más de 30 años!!!!.) por la empresa Signetics Corporation con el nombre: SE555/NE555 y fue llamado "The IC Time Machine" (el Circuito integrado máquina del tiempo"), que en esos momentos era el único integrado de su tipo disponible.

Este Circuito Integrado (C.I.) es para los experimentadores y aficionados un dispositivo barato con el cual pueden hacer muchos proyectos. Este temporizador es tan versátil que se puede utilizar para modular una señal en Frecuencia modulada (F.M.)

Está constituido por una combinación de comparadores lineales, Flip-Flops (básculas digitales), transistor de descarga y exitador de salida.

Las tensiones de referencia de los comparadores se establecen en 2/3 V para el primer comparador C1 y en 1/3 V para el segundo comparador C2, por medio del divisor de tensión compuesto por 3 resistencias iguales R. En el gráfico se muestra el número de patilla con su correspondiente función.

En estos días se fabrica una versión CMOS del 555 original, como el Motorola MC1455, que es muy popular hoy en día. Pero la versión original sigue produciéndose con mejoras y algunas variaciones a sus circuitos internos. Hay un circuito integrado de se compone de dos temporizadores en una misma unidad, el 556

Hoy en día, si ha visto algún circuito comercial moderno, no se sorprenda si se encuentra un circuito integrado 555 trabajando en él. Es muy popular para hacer osciladores que sirven como reloj (base de tiempo) para el resto del circuito.

Descripción de las patillas o pines del temporizador 555

Tierra o masa
Disparo: Es en esta patilla, donde se establece el inicio del tiempo de retardo, si el 555 es configurado como monostable. 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.
Salida: Aquí veremos el resultado de la operación del temporizador, ya sea que este conectado como monostable, 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 de la patilla # 4 (reset)
Reset: Si se pone a un nivel por debajo de 0.7 Voltios, pone la patilla de salida # 3 a nivel bajo. Si por algún motivo esta patilla no se utiliza hay que conectarla a Vcc para evitar que el 555 se "resetee"
Control de voltaje: Cuando el temporizador se utiliza en el modo de controlador de voltaje, el voltaje en esta patilla puede variar casi desde Vcc (en la practica como Vcc -1 voltio) hasta casi 0 V (aprox. 2 Voltios). Así es posible modificar los tiempos en que la patilla # 3 esta en alto o en bajo independiente del diseño (establecido por las resistencias y condensadores conectados externamente al 555). El voltaje aplicado a la patilla # 5 puede variar entre un 45 y un 90 % de Vcc en la configuración monostable. Cuando se utiliza la configuración astable, el voltaje puede variar desde 1.7 voltios hasta Vcc. Modificando el voltaje en esta patilla en la configuración astable causará la frecuencia original del astable sea modulada en frecuencia (FM). Si esta patilla no se utiliza, se recomienda ponerle un condensador de 0.01uF para evitar las interferencias
Umbral: Es una entrada a un comparador interno que tiene el 555 y se utiliza para poner la salida (Pin # 3) a nivel bajo bajo
Descarga: Utilizado para descargar con efectividad el condensador externo utilizado por el temporizador para su funcionamiento.
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

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

Multivibrador astable: Este tipo de funcionamiento se caracteriza por una salida con forma de onda cuadrada (o rectangular) continua de ancho predefinido por el diseñador del circuito. El esquema de conexión es el que se muestra. La señal de salida tiene un nivel alto por un tiempo T1 y en un nivel bajo un tiempo T2. Los tiempos de duración dependen de los valores de R1 y R2.

T1 = 0.693(R1+R2)C1 y T2 = 0.693 x R2 x C1 (en segundos)

La frecuencia con que la señal de salida oscila está dada por la fórmula:

f = 1 / [0.693 x C1 x (R1 + 2 x R2)]

y el período es simplemente = T = 1 / f

Hay que recordar que el período es el tiempo que dura la señal hasta que ésta se vuelve a repetir (Tb - Ta).

Multivibrador Monostable: En este caso el circuito entrega a su salida un solo pulso de un ancho establecido por el diseñador (tiempo de duración). El esquema de conexión es el que se muestra. La Fórmula para calcular el tiempo de duración (tiempo que la salida esta en nivel alto) es:

T = 1.1 x R1 x C1 (en segundos).

Observar que es necesario que la señal de disparo, sea de nivel bajo y de muy corta duración en el PIN # 2 del C.I. para iniciar la señal de salida.