Temp555

UNIVERSIDAD TECNICA DE MANABI
FACULTAD DE CIENCIAS MATEMATICAS,FISICAS Y
QUIMICAS

 TEMPORIZADOR 555

 INTEGRANTES

 Palma Leones Hernán Alejandro
Vera Pincay Oscar Fabricio
Yépez Macías Cristhian Javier

OBJETIVOS

 Medir la frecuencia y el ciclo de trabajo
de un temporizador 555 conectado
como astable.

 Medir él ancho de pulso a la salida de
un temporizador 555 conectado como
monoestable.

OBJETIVOS
 Examinar la señal de salida de un
oscilador controlado por voltaje.

 Construir un generador de diente de
sierra mediante un temporizador 555.

INFORMACIÓN BÁSICA

La figura 41 -1 muestra el símbolo esquemático para un latch set-
reset o flip-flop RS. Se aplica un voltaje alto (+ V cc) a la entrada
set (S) con un voltaje bajo (0V) a la entrada reset (R) que fuerza a
la salida Qa + Vcc (alto) y Q a un estado bajo ( 0V). Una entrada
alta en S manda la salida a 15 V, donde ésta permanece aun
cuando las entradas se remuevan.

 Una entrada alta en reset R y una baja en set S
causan que las salidas conmuten o basculen
(intercambien en forma balanceada) a Q alta y Q
baja.

 Esto se conoce como condición de reset del flip-
flop. El circuito permanece enclavado en su
condición actual hasta que se aplican las
condiciones de entrada inversas.

 El circuito se enclava en alguno de los dos
estados. Una entrada alta en S hace que Q vaya
a un estado alto; una entrada alta en R restaura
Q a un estado bajo. La salida Q permanece en un
estado dado hasta que se dispara al estado
opuesto.

Conceptos básico de
temporización La figura 41-2a) ilustra las
ideas básicas necesarias en
el estudio
del temporizador 555.
Suponga que la salida Q
está en estado alto. Esto
satura al transistor y sujeta
el voltaje del capacitor en
tierra. En otras palabras, el
capacitor está en corto
circuito y no se puede
cargar.

 El voltaje de la entrada no inversora del amplificador
operacional se denomina voltaje de umbral, y el
voltaje dela entrada inversora se conoce como voltaje
de control. Con el flip-flop RS en set, el transistor
saturado retiene el voltaje de umbral en 0. Por otra
parte, el voltaje de control está fijo en +10 V debido al
divisor de voltaje.
 Suponga que se aplica un voltaje alto a la entrada R,
lo cual restaura el flip-flop RS. La salida Q se va a 0 y
se corta al transistor. Así ahora el capacitor e está libre
para cargar. A medida que el capacitor se carga, el
voltaje de umbral se incrementa.

En ocasiones el voltaje de umbral se hace ligeramente mayor que el
voltaje de control (+10 V). Entonces, la salida del amplificador
operacional se va a alto, forzando al flip-flop RS a estar en set. La
salida Q en alto satura al transistor y éste descarga con rapidez al
capacitor.

Observe las dos formas de onda de la figura 41-2b). A
través del capacitor se da un cargado exponencial y en la salida
Q aparece un pulso en sentido positivo.

 El temporizador NE555 de Signetics es un CI de 8
terminales que se puede conectar a componentes
externas para que opere como un astable o un
monoestable. La figura 41-3 muestra un diagrama de
bloques simplificado. Observe que el amp op de la parte
superior tiene una entrada de umbral (terminal 6) y una
entrada de control (terminal 5).
 En la mayoría de las aplicaciones, la entrada de control no
se usa, de modo que el voltaje de control es +2Vcc/3
desarrollado por el divisor de voltaje de los tres resistores
de 5 k ohms. Como antes siempre que el voltaje de umbral
exceda al voltaje de control, la salida alta del amp op la
fijará el flip-flop.

 El colector del transistor de descarga va a la terminal 7.
Cuando esta terminal se conecta a un capacitor externo de
 temporización, la salida Q alta del flip-flop saturará al
transistor y descargará al capacitor. Cuando Q es baja, el
transistor se abre y el capacitor se puede cargar como se
describió antes.

 La salida de señal complementaria del flip-flop va a la
terminal 3, la salida. Cuando el reset externo (terminal 4) está
aterrizado inhibe el dispositivo (evitando que trabaje).
 Algunas veces esta característica de ENCENDIDO-
APAGADO es útil. Sin embargo, en la mayoría de las
aplicaciones,el reset externo no se usa y la terminal 4 está
amarrada en forma directa al suministro de voltaje.

 Observe el amplificador operacional inferior. Su entrada
inversora se denomina disparador (terminal 2). Debido al
divisor de voltaje, la entrada no inversora tiene un voltaje fijo
de +Vcc/3. Cuando la entrada de voltaje de disparo es
ligeramente menor a +Vcc/3, la salida del amplificador
operacional se va a alto y restaura al flip-flop.

 Por último, la terminal 1 es la tierra del chip, mientras que la
terminal 8 es la terminal de alimentación. El temporizador 555
trabajará con cualquier voltaje de alimentación entre 4.5 y 16
V.

 La figura 41-4a) muestra el temporizador 555 conectado
para operar como monoestable (disparador de un tiro,
mejor conocido como one shot). Éste produce como salida
un solo pulso fijo cada vez que a la terminal 2 se aplica un
pulso de disparo (figura 41-4b). Cuando la entrada de
disparo es ligeramente menor a +Vcc/3, el amplificador
operacional inferior tiene salida alta y restaura al flip-flop.
Esto lleva al transistor a corte, permitiendo que el
capacitor se cargue.
 Cuando el voltaje de umbral es ligeramente mayor a
+2Vcc/3, el amplificador operacional superior tiene una
salida alta, la cual mantiene al flip-flop en su estado. Tan
pronto como Q se hace alta, enciende al transistor; el
transistor descarga con rapidez al capacitor.
 La entrada de disparo es un pulso angosto con un valor de
operación de +Vcc. El pulso debe caer por debajo de
+Vcc/3 para restaurar al flip-flop y permitir que el capacitor
se cargue. Cuando el voltaje de umbral excede
ligeramente +2Vcc/3, el flip-flop permanece en su estado;
esto satura al transistor y descarga al capacitor. Como
resultado se obtiene un pulso rectangular de salida.

 El capacitor C se debe cargar a través de R. Mientras
mayor es la constante de tiempo, RC, más tiempo toma al
capacitor alcanzar +2 Vcc/3. En otras palabras; la
constante
 de tiempo, RC, controla el ancho del pulso de salida.
Despejando
 la ecuación exponencial para el voltaje del capacitor se
obtiene la fórmula para el ancho del pulso
 W = 1.1RC
 Por ejemplo, si R = 22 k ohm y C = 0.068 µF, entonces la
salida del temporizador 555 como monoestable es
 W = 1.1 X 22(10E3) X 0.068(10E-6) = 1.65 ms

Operación como astable

 La figura 41-6a) ilustra un
temporizador 555 que opera
como
 astable o de corrida libre. La
salida es una señal de onda
cuadrada. Cuando Q es baja, el
transistor está cortado y el
capacitar se carga a través de
la resistencia total de RA +RB.
Debido a esto, la constante de
tiempo de carga es (RA +RB)C.
A medida que el capacitar se
carga, el voltaje de umbral
aumenta.

 Finalmente, el voltaje de umbral excede +2Vcd3; entonces el
amplificador operacional superior tiene una salida alta, lo cual hace
que el flip-flop permanezca en su estado.
 Con Q alto, el transistor se satura y aterriza a la terminal 7. Ahora el
capacitar se descarga a través de RB. Por lo tanto, la constante de
tiempo de descarga es RbC.
 Cuando el voltaje del capacitar decae ligeramente por debajo de
+Vcd3, el amp op inferior tiene una salida alta que restaura al flip-
flop..
 La figura 41-6b) ilustra las formas de onda. Como puede ver, el
capacitar de temporización carga y descarga voltaje de manera
exponencial. La salida es una onda rectangular. Dado que la
constante de tiempo de carga es mayor que la constante de tiempo
de descarga, la salida no es simétrica el estado alto dura más que
el estado bajo.

 Para especificar qué tan asimétrica es la salida,
se usa el ciclo de trabajo definido como

 Como ejemplo, si W = 2 ms y T = 2.5 ms,
entonces el ciclo de trabajo es

 Depende de las resistencias, RA y RB' que el
ciclo de trabajo esté entre 50 y 100 por ciento.
 Una solución matemática a las ecuaciones de
carga y descarga da como resultado las
siguientes fórmulas. La frecuencia de salida es

 y el ciclo de trabajo es

 Si RA es mucho más pequeña que RB, el ciclo de
trabajo se aproxima a 50 por ciento.
 La figura 41-7 describe un temporizador 555 como
astable, que es por lo general como aparece.
Observe otra vez cómo la terminal 4 (reset) está
sujeta al voltaje de alimentación y cómo la terminal 5
(control) se puentea a tierra a través de un capacitor
de 0.01 µF.

Oscilador controlado por voltaje
 La figura 41-8a) muestra
un oscilador controlado
por voltaje (VCO).
Recuerde que la terminal
5 (control) se conecta a
la entrada inversora del
amplificador operacional
superior. Normalmente el
voltaje de control es
+2Vcc/3 debido al divisor
de voltaje interno. Sin
embargo, en la figura 41-
8a).

 El voltaje del potenciómetro externo se sobrepone al voltaje
interno. En otras palabras, mediante el ajuste del
potenciómetro, se puede cambiar el voltaje de control.
 La figura 41-8b) ilustra el voltaje a través del capacitor de
temporización. Observe que éste varía entre +Vcontrol/2 y
 +Vcontrol. Si Vcontrol se incrementa el capacitor toma más
 tiempo para cargarse y descargarse, por lo tanto, la
frecuencia disminuye. Como resultado, la frecuencia del
circuito se puede cambiar al variar el voltaje de control.
 De manera incidental, el voltaje de control podría venir de un
potenciómetro o ser la salida de otro circuito transistorizado,
amplificador operacional u otro dispositivo.

 Cuando el temporizador 555
monoestable de la figura 41-9a), inicia
un disparo, la fuente de corriente PNP
fuerza una corriente de carga constante
en el capacitor. Por lo tanto, el voltaje a
través del capacitor es una rampa lineal
como muestra la figura 41-9b). La
pendiente S
 de la rampa lineal se define como el
levantamiento sobre todo el ciclo, o
 S=V/T
 donde V es el voltaje pico en el tiempo,
T. Por ejemplo, si ambos miembros se pueden
 V= 10 V y T=2 ms, entonces la dividir entre T para obtener
pendiente es
 S=10V/2ms=5V/ms
 Esto significa que la rampa sube 5
V/ms.
 Dado que la ecuación básica del
capacitor es
 V=Q/C

PROCEDIMIENTO
 MATERIAL NECESARIO

Temporizador 555 conectado
como astable

Oscilador controlado por voltaje·

procedimiento

 6. Conecte el VCO de la figura 41-11.
 7. Observe la salida con un osciloscopio.
 8. Varíe el potenciómetro de un 1 kn y
observe qué pasa.
 Registre las frecuencias mínima y
máxima:
 F mín= 55 hz
 F max= 90hz

Temporizador 555 conectado como
monoestable

procedimiento

 9. La figura 41-12 muestra un Schmitt
trigger que excita un temporizador 555
monoestable. Calcule el ancho del pulso
para cada R de la tabla 41-2. Registre los
resultados bajo Wcalc-

 10. Conecte el circuito de la figura 41-12
con un R de 33 k ohms

procedimiento
 14. Calcule la corriente de carga del circuito en la figura 41-l3 para cada valor de
R de la tabla 41-3. Registre los valores.

 15. Calcule la pendiente del voltaje del capacitor en volts por milisegundo
Registre bajo Seale en la tabla 41-3.

 16. Conecte el circuito de la figura 41-l3 con un R de 10 kil. Éste es casi el
mismo que el de la figura 41-12, excepto la fuente de corriente PNP.

 17. Fije el generador de ea a 1 kHz. Ajuste el nivel para obtener un ciclo de
trabajo más o menos de 90% a la salida del Schmitt trigger.

1 8. Observe el voltaje de salida; éste deberá ser un diente de sierra. Mida la
rampa de voltaje y el tiempo, y así encuentre la pendiente en volts por
milisegundo. Registre el valor bajo Smedido en la tabla 41-3.
19. Repita los pasos del 16 al 18 para los demás valores

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