1. MULTIVIBRADORES CRISTHIAN FERNANDO PARRA MARTHA HELENA PEREZ 11A Ing. QUEVIN BARRERA MODALIDAD ELECTRNICA INSTITUCION EDUCATIVA BRAULIO GONZALEZ YOPAL-CASANARE 2015 2. INTRODUCCION. INTEGRADO 555. Este circuito integrado incorpora dentro de si, dos comparadores de voltaje, un flip flop, una etapa de salida de corriente, un divisor de voltaje por resistor y un transistor de descarga. Dependiendo de como se interconecten estas funciones utilizando componentes externos es posible conseguir que dicho circuito realiza un gran numero de funciones tales como la del multivibrador astable y la del circuito monoestable. CONFIGURACION MONOESTABLE. Es ideal para crear retardos de tiempo. En este modo, un disparador externo hace que el temporizador 555 genere un pulso de una duracin ajustable. Igualmente, el temporizador funciona con un disparador, vea la figura de abajo. El condensador externo est inicialmente descargado por un transistor interno del propio temporizador. Tras la aplicacin de un disparo negativo al pin 2, pulso de menos de 1/3 VCC, el flip-flop interno, se ajusta para que libere el cortocircuito a travs del condensador y acciona la salida a alto. En este estado, el temporizador 555 genera un pulso alto, que comienza cuando el pin de disparo se pone en bajo (menos de 1/3Vcc, como se explica en el paso anterior, esto es suficiente para cambiar la salida del comparador conectado con el pin de disparo). La 3. duracin de este pulso depende de los valores de la resistencia R1 y el condensador C1 en la imagen. Entonces, el voltaje a travs del condensador aumenta exponencialmente durante un periodo de T=1,1xRAxC, al final del cual el voltaje es igual a 2/3 VCC. El comparador a continuacin, restablece el flip-flop que, a su vez descarga el condensador y acciona la salida en su estado bajo. La figura siguiente, muestra las formas de onda generada en este modo de operacin. Puesto que la carga y el nivel de umbral del comparador son ambas directamente proporcionales a la tensin de alimentacin, la temporizacin interna es independiente del suministro. Cuando el pin de disparo esta alto, hace que el pin de descarga (pin 7) pase a drenar toda la carga del condensador (C1 en la imagen anterior). Esto hace que el voltaje en el condensador (y el voltaje del pin 6) sean igual a 0. Cuando el pin de disparo cambi bajo, el pin de descarga ya no es capaz de drenar corriente, esta carga tiende a acumularse en el condensador de acuerdo con la ecuacin: t = 1,1*R*C. Para obtener los resultados correctos, los valores de los condensadores, en los clculos, se deben convertir, de modo que 1uF = 0.000,001 F = 1-6F. Una vez que el voltaje en el condensador (el voltaje de pin 6) es igual a 2/3 de la tensin de alimentacin (de nuevo, como se explica en el paso anterior, esto es suficiente para cambiar la salida del comparador conectado a la patilla 6), la salida del 555 es de nuevo llevado bajo. La salida permanece baja hasta que el pin de disparo es pulsado a bajo de nuevo, reiniciando el proceso que acabo de describir. 4. Durante el ciclo de temporizacin cuando la salida es alta, la posterior aplicacin de un pulso de disparo, tan largo como la entrada de disparo, no tendr efecto en el circuito, ste devolver alto, al menos 10s antes del final del intervalo de tiempo. Sin embargo, el circuito puede ponerse a cero durante este tiempo, por la aplicacin de un pulso negativo al terminal de reposicin (pin 4). La salida, permanecer entonces en el estado bajo, hasta que se aplica un nuevo impulso de disparo. La duracin de este pulso de salida, depende de los valores de R1 y C1 en la figura anterior. Un ejemplo pondr de relieve, el clculo del tiempo de retardo del pulso en la salida del 555 en modo monoestable: t = 1,1*R*C1 tiempo en segundos Si elegimos R = 10Kohms y C1 = 100uF, tendremos: t = 1.1*10000*0.0001 t = 1'1 seg. Esto significa que, con una resistencia de 10Kohm y un condensador de 100uF, un pulso bajo en el pin de activacin (pin 2) del 555, es decir, tirando a masa un instante el pin 2, har que un LED conectado a una resistencia de 270 Ohms a la salida, se encienda durante 1'1 segundos. La siguiente, es la grafica de este ejemplo. 5. Nota1: Durante parte de la operacin del 555, el pin 7, internamente se conecta a masa 0V, a travs de un transistor. Si la resistencia asociada en el circuito es muy baja (potencimetro se gira), una elevada corriente fluir a travs del transistor y se puede daar. CONFIGURACION ASTABLE. Con esta configuracion el 555 no tiene estado estable, su salida (patilla 3) va cambiando continuamente entre el nivel bajo y el alto continuamente, independientemente del estado de la entrada (2). El tiempo que estar la salida en alto y bajo depender de los componentes del circuito. En las hojas de datos del temporizador 555, se utilizan los valores de 1,44 y 0,7 como constantes en los clculos de tiempos, dependiendo de la forma en que se escriba la ecuacin. Si bien, estas cifras no son exactamente recprocas una de 6. la otra, estn lo suficientemente cerca para ser utilizadas sin preocupacin. En el modo astable, la salida del temporizador 555, es una forma de onda de pulso continuo, de una frecuencia especfica que depende de los valores de las dos resistencias (R1 - R2) y el condensador (C1) utilizados en el circuito de la figura que sigue, de acuerdo con la siguiente ecuacin: Frecuencia de oscilacin = 1 / (0.7*(R1+2*R2)*C) PD: Circuito realizado en internet, intent realizarlo yo mismo pero por alguna razn la curva era distinta, supongo que el mi livewire presenta fallos. :c PD2: Es muy normal encontrar la R2 como un potenciometro (resistencia variable), de este modo podemos cambiar los tiempos del circuito solo moviendo el potencimetro. Como podemos observar el circuito es casi identico a la configuracin monoestables, la diferencia radica en que en el modo astable, el pin de disparo, pin 2, est conectado a la patilla umbral pin 6, lo que hace que la salida pase a 7. alternar continuamente entre los estados alto y bajo. Si el circuito est conectado como se muestra en la anterior figura (pines 2 y 6 unidos), se disparar a s mismo, como un multivibrador, funcionamiento libre. El condensador externo, se cargar a travs de R1 + R2 y descargar a travs de RB. As, el ciclo de trabajo se puede ajustar con precisin por la relacin entre estas dos resistencias. En este modo de funcionamiento, el condensador se carga y descarga entre 1/3 VCC y 2/3 VCC. Como en el modo de disparo (monoestable), los tiempos de carga y descarga, y por lo tanto la frecuencia son independientes de la tensin de alimentacin. El tiempo de carga (salida alta) viene dado por: t1 = 0.7 (R1 + R2) C1 Y el tiempo de descarga (salida baja) por: t2 = 0.7 (R2) C1 As, el perodo total es: T = t1 + t2 = 0.7 (R1 +2R2) C1 La frecuencia de oscilacin es: f = 1/T=1.44 / (R1 +2R2) * C1 Inicialmente el condensador C est sin carga, por lo que la tensin en el condensador es cero. El voltaje del condensador C, es igual a la tensin en los pines, umbral (pin 6) y de disparo (pin 2), ya que los dos estn unidos. Como los pines 2 y 6 estn a 0V, la salida estar a alto. Anteriormente hemos dicho que, cuando el pin de disparo est bajo, hace que el pin de descarga no pueda drenar la carga del condensador. Puesto que el condensador C1 est en serie con Vcc, R1 y R2, est siendo aplicada la Vcc y la corriente fluir a travs de las resistencias, hasta el condensador, empezando a acumular carga. Esto hace que el voltaje a travs del condensador C1, aumente de acuerdo con la siguiente ecuacin: (Tensin en el condensador) = (Vcc - V0) * (1 - e-t /((R1 + R2) * C)) Donde "tensin en el condensador" es el voltaje actual a travs del condensador en el tiempo t, V0 es el voltaje inicial en el condensador, Vcc es la tensin total aplicada a las resistencias R1-R2, y la capacidad del condensador C1. De modo que, cuando el voltaje a travs del condensador C1 es igual a 2/3Vcc hace que el pin umbral registre un alto (descrito ms arriba), que invierte al comparador (dentro del 555) conectado a la patilla de umbral. Esto lleva la salida a bajo y habilita el pin descarga. El tiempo que tarda el condensador en acumular una tensin de 2/3Vcc, viene dada por: 8. 2/3*Vcc = (Vcc - V0) * (1-e-t /((R1+R2)*C1 )), reduciendo. Para V0 = 0 V, esto viene a ser: t = 1.1*(R1+R2)*C1 en segundos. Estando el pin de descarga activado (pin 7), la carga comienza a fluir, descargando el condensador, a travs de R2, y el pin de descarga (pin 7) del 555. Esto, reduce la tensin en el condensador como se describe por la ecuacin siguiente: (Tensin en el condensador) = 2/3*Vcc*(e-t /(R2*C1) ); [2/3*Vcc=Voltaje pico en el condensador]. El tiempo que se tarda en descargar el condensador desde 2/3Vcc a 1/3Vcc, se obtiene con: t = 0.7*R2*C1 segundos Por lo tanto la duracin total de ambos estados, alto y bajo de la salida es: 0.7*(R1+R2)*C1 + 0.7*R2*C1 y 0.7*(R1+2*R2)*C en segundos. Entonces, la frecuencia se calcula como sigue: Frecuencia = 1/ (0.7*(R1+2*R2)*C1) De esto, se deduce que, la frecuencia de la salida, se controla modificando los valores de las resistencias R1, R2 y el condensador C1. Adems, podemos controlar la anchura del pulso de salida (duracin en alto, respecto de la duracin en bajo), puesto que, la duracin del estado alto depende tanto de R1 y R2, mientras que la duracin del estado bajo slo depende de R2. En realidad, el modo astable, se considera un sencillo generador de frecuencias, cuya frecuencia se puede controlar, modificando el valor del potencimetro o cambiando el valor del condensador, para cambiar el rango de las frecuencias. Con los valores de los componentes de la imagen de abajo, se puede ver los distintos cambios de frecuencia producidos al variar el porcentaje de VR1. La frecuencia se puede calcular con la formula: f = 1/T=1.44 / (R1 +2R2) * C