EL TIMER 555

EL TIMER 555
El dispositivo 555 es un circuito integrado muy estable cuya función primordial es la de
producir pulsos de temporización con una gran precisión y que, además, puede funcionar
como oscilador.
Sus características más destacables son:



Temporización desde microsegundos hasta horas.
Modos de funcionamiento:
o Monoestable.
o Astable.
Aplicaciones:
o Temporizador.
o Oscilador.
o Divisor de frecuencia.
o Modulador de frecuencia.
o Generador de señales triangulares.
Pasemos ahora a mostrar las especificaciones generales del 555
(Vc = disparo):
Especificaciones generales del 555
Vcc
5Voltios
10Voltios
15Voltios
Frecuencia máxima (Astable)
500-kHz a 2-MHz
Nivel de tensión Vc (medio)
3.3-V
6.6-V
10.0-V
Nominal
Error de frecuencia (Astable)
~ 5%
~ 5%
~ 5%
Temperatura 25° C
Error de temporización
(Monoestable)
~ 1%
~ 1%
~ 1%
Temperatura 25° C
Máximo valor de Ra + Rb
3.4-Meg
6.2-Meg
10-Meg
Valor mínimo de Ra
5-K
5-K
5-K
Valor mínimo de Rb
3-K
3-K
3-K
Reset VH/VL (pin-4)
0.4/<0.3
0.4/<0.3
0.4/<0.3
Corriente de salida (pin-3)
~200ma
~200ma
~200ma
Notas
Varia con el Mfg y el
diseño
A continuación se mostrarán los modos de funcionamiento que posee este circuito
integrado. En los esquemas se hace referencia al patillaje del elemento, al igual que a
las entradas y salidas de cada montaje.
Funcionamiento monoestable
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Cuando la señal de disparo está a nivel alto (ej. 5V con Vcc 5V) la salida se mantiene a
nivel bajo (0V), que es el estado de reposo.
Una vez se produce el flanco descendente de la señal de disparo y se pasa por el valor
de disparo, la salida se mantiene a nivel alto (Vcc) hasta transcurrido el tiempo
determinado por la ecuación:
T = 1.1*Ra*C
Es recomendable, para no tener problemas de sincronización que el flanco de bajada de
la señal de disparo sea de una pendiente elevada, pasando lo más rápidamente posible
a un nivel bajo (idealmente 0V).
NOTA: en el modo monoestable, el disparo debería ser puesto nuevamente a nivel alto
antes que termine la temporización.
Funcionamiento astable
En este modo se genera una señal cuadrada oscilante de frecuencia:
F = 1/T = 1.44 / [C*(Ra+2*Rb)]
La señal cuadrada tendrá como valor alto Vcc (aproximadamente) y como valor bajo 0V.
Si se desea ajustar el tiempo que está a nivel alto y bajo se deben aplicar las fórmulas:
Salida a nivel alto: T1 = 0.693*(Ra+Rb)*C
Salida a nivel bajo: T2 = 0.693*Rb*C
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1- CIRCUITO TEMPORIZADOR AJUSTABLE 1-10
MINUTOS
Temporizador ajustable 1-10 minutos
Este circuito es un temporizador que se inicia cuando se pone en marcha al conectar su
alimentación (al actuar el interruptor de alimentación). Un diodo LED verde (green) luce
indicando que la temporización está en progreso. Cuando se alcanza el periodo de
temporización, el LED verde deja de lucir, y luce el LED rojo (red), a la vez que comienza
a sonar el zumbador (beeper). El periodo de temporización es ajustable mediante el
potenciómetro de 1 M, y puede ser ajustado aproximadamente entre 1 y 10 minutos con
los componentes indicados en el esquema. Usted puede marcar los tiempos en una
escala dibujada en la caja que albergue el circuito alrededor del eje del potenciómetro.
Tenga en cuenta que los periodos de tiempo son sólo aproximados. Con componentes
perfectos, la temporización debería ser de 4½ minutos, pero prácticamente se amplía
hasta unos 10 minutos debido a que el condensador de temporización de 220 µF pierde
carga lentamente. Esto es un problema típico de los condensadores electrolíticos, pero
además unos condensadores pierden más que otros. Además, el valor de los
condensadores electrolíticos puede llegar a diferir en un ±30% del valor que tienen
marcado.
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2- TEMPORIZADOR DE 5 A 30 MINUTOS
Temporizador 5-30 minutos.
Se trata de un conmutador temporizado de 5 a 30 minutos de temporización, ajustable
en pasos de 5 minutos.
Es simple de construir, no tiene complicación alguna. Sin embargo usted debe emplear la
versión CMOS del chip temporizador 555, designada como 7555, pues un chip 555
ordinario no trabajará bien debido a sus resistencias internas. También deberá emplear
para C1 un condensador de tipo de muy bajas fugas, como son los de tipo de tántalo con
forma de gota. El conmutador rotativo S3 añade resistencias en serie en cada posición a
la cadena de resistencias que determinan la temporización. El periodo de temporización
está definido por la expresión:
Temporiz. = 1,1 C1 × R1
Observe que R1 tiene un valor de 8,2 M cuando S3 está en la posición "a" y 49,2 M en la
posición "f". Ello ajusta la temporización en aproximadamente 300 segundos (5 minutos)
por cada posición de S3.
C1 y R1 a R6 pueden ser cambiados de valor para obtener otros periodos de
temporización. La salida de la patilla 3 del 7555 es amplificada por el transistor Q1 para
gobernar un relé conmutador.
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Lista de componentes
Relé de bobina de 9 volt con contacto conmutador (1)
S1: Interruptor de encendido (On/Off) (1)
S2: Pulsador de arranque (start) (1)
S3: Conmutador rotarorio de 6 posiciones (rango de temporización) (1)
IC1: CMOS 7555 (1)
B1: Pila 9 V (1)
C1: Condensador 33µF CAP (1)
Q1: Transistor NPN BC109C (1)
D1: Diodo 1N4004 (1)
C2: Condensador 100 nF CAP (1)
R6,R5,R4,R3,R2,R1: Resistencias 8,2M (6)
R8: Resistencia 100K (1)
R7: Resistencia 4,7K (1)
3- TEMPORIZADOR PERIÓDICO 6-38 MINUTOS
Temporizador periódico 6-38 minutos
Es un temporizador periódico con espacios iguales de activación y desactivación, de
duración seleccionable mediante un conmutador rotatorio, entre 6 minutos y 38 minutos.
Este temporizador es similar a otro del autor, de 5 a 30 minutos de temporización,
excepto en que cuando el interruptor S1 es actuado, el estado de conmutacón del
circuito on/off va cambiando indefinidamente, hasta que S1 es desactuado de nuevo.
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Se deben utilizar un chip 7555 y un condensador C1 de tipo de bajas fugas. El
conmutador rotatorio S3 va añadiendo resistencias extra en serie en la cadena de
temporización, teniendo la temporización más corta en la posición "a" (menor
resistencia), y la más larga en la posición "f" (mayor resistencia).
El chip 7555 está configurado como oscilador con igual relación marca/espacio, y para
ello la cadena de resistencias de temporización R1 a R6 es conectada a la salida del
oscilador, patilla 3. La duración de cada impulso se calcula así:
T = 1,4 R1 × C1
Esto da lugar a una temporización para el estado on y para el estado off de unos 379
segundos en la posición "a" de S3 (esto es, unos 6 minutos), a unos 38 minutos en la
posición "f". Naturalmente puede modificar los tiempos variando los valores de C1 a R6 o
C1.
4- TEMPORIZADOR ACTIVADO POR CONTACTO LX.1684
Temporizador activado por contacto
El circujto propuesto en este artículo está basado en el conocidísimo integrado NE555, que en este
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caso controla de forma temporizada un relé mediante el contacto de una mano. Es muy sencillo de
realizar, tiene un precio bajo y puede utilizarse en decenas de aplicaciones. Para comenzar proponemos
algunas.
Conectándolo al pomo de una puerta constituye un eficaz y eoonómico medio de protección para
habitaciones, amarios, cajones, etc. Si el relé se conecta, por ejemplo, a una sirena, el intruso será
advertido de que su intento de apertura ha sido detectado.
También se puede utilizar para gobernar el encendido de dispositivos durante un tiempo determinado
por personas que no puedan manipular fácilmente el sistema de encendido y apagado del propio
aparato. Conectando en serie a la alimentación del dispositivo los contactos del relé el aparato se
encenderá con un sencillo toque de la mano.
Otra aplicación interesante es su utilización como control remoto temporizado accionado por contacto.
Poniendo el circuito en un punto concreto el elemento gobernado por el relé puede estar a gran
distancia.
En general se puede utilizar para disparar un sistema sonoro, un sistema de iluminación, un motor o
accionar cualquier dispositivo durante un tiempo determinado cuando se detecte que se ha tocado con
la mano un punto concreto.
Seguramente a cada uno se le ocurrirán varias aplicaciones donde utilizar un circuito de estas
características.
Esquema eléctrico
Para hacer funcionar el circuito se precisa una sencilla pila de 9 voltios o bien un alimentador de 12
voltios.
En este proyecto el timer NE555 se utiliza en configuración de monoestable, es decir su salida (terminal
3) permanece activa hasta que la tensión en el terminal 2, que normalmente tiene el valor de la tensión
de alimentación, baja a menos de 1/3 de este valor. En este punto se activa el temporizador interno del
integrado durante un tiempo determinado por la siguiente expresión:
T = 1,1 × R2 × C2
La tensión en el terminal 2 baja cuando se toca con la mano el cable conectado al trimmer R1, gracias
a la tensión parásita de zumbido eléctrico captada por nuestro cuerpo.
El condensador C1, inicialmente cargado a la tensión de alimentación, se descarqa a través de R1
(conectada en serie con la resistencia de nuestro cuerpo) haciendo que la tensión en el terminal 2
caiga hasta cero.
Por consiguiente en el terminal 3 se forma un impulso de tensión durante un tiempo T que,
controlando la base del transistor conectado a este terminal, lo pone en conducción excitando como
consecuencia la bobina del relé.
En paralelo a la bobina del relé hemos conectado un diodo LED (DL1) con su correspondiente
resistencia limitadora de corriente (R5). De esta forma cuando se activa el relé se enciende el diodo
LED.
El diodo DS1 se conecta en paralelo a la hobina como protección, ya que siempre que se produce un
cambio de tensión en un solenoide, como la bobina de un relé, se forma una elevada fuerza
electomotriz en sentido contrario que, en este caso, se descargaría sobre el transistor si no existiera
este diodo de protección.
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Los dos trimmers empleados se utilizan uno para regular la sensibilidad del circuito al tocarlo con la
mano (R1 de 1 Mohm), y el tiempo en que permanece activado el temporizador una vez ha sido
disparado (R2 de 200 K).
Ajustes
En primer lugar hay que ajustar ambos trimmers (R1, R2) a mitad de recorrido (para encontrar esta
posición hay que girar completamente el cursor hacia los dos sentidos).
A continuación hay que alimentar el circuito, bien con una pila de 9 voltios o bien con un alimentador
de 12 voltios.
Hasta que no se toque con la mano el cable conectado al trimmer de sensibilidad no sucederá nada. En
cuanto se roce el cable, el relé se activará y, en consecuencia, el diodo LED se encenderá. Pasado
cierto tiempo, ajustable mediante el trimmer R2, el relé volverá a estar inactivo.
Como ya hemos detallado anteriormente, el trimmer Rl regula la sensibilidad del circuito. Si es
necesario, este trimmer ha de ajustarse para que al tocar el cable se active el relé.
Lista de componentes
R1
R2
R3
R4
R5
=
=
=
=
=
Trimmer 1 Mohm
Trimmer 220 K
10 K
1K
1K
C1
C2
C3
C4
=
=
=
=
10 µF electrolítico
4700 pF poliéster
100 µF electrolítico
100 nF poliéster
DS1 = Diodo 1N4007
DL1 = Diodo LED
IC1 = Integrado NE555
TR1 = Transistor NPN 2N2222A
RELE1 = Rele 12 V.
5- TEMPORIZADOR ASIMÉTRICO
Temporizador asimétrico
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Este circuito es un circuito temporizador periódico con periodos independientes para
marcas y espacios, y es una simple aplicación del conocido chip temporizador 555.
Es un sencillo circuito realizado con el chip temporizador 555 o su versión de bajo
consumo 7555, en el que los valores de tiempo de las marcas (on) y los espacios (off)
pueden ser fijados independientemente.
La cadena temporizadora consiste en las resistencias Ra, Rb y el condensador Ct. El
condensador Ct se carga a través de Ra en serie con el diodo 1N4148. La descarga de Ct
es a través de Rb y la patilla 7 del chip. Los tiempos de carga y descarga pueden ahora
establecerse independientemente.
El tiempo de carga (salida a nivel alto) se calcula por la siguiente fórmula:
T(on) = 0,7 × Ra × Ct
Para el tiempo de descarga (salida baja), el cálculo será:
T(off) = 0,7 × Rb × Ct
Tenga en cuenta que para nuestro caso la fórmula para T(on) es aproximada, ya que
ignora la resistencia en serie y la caída de tensión directa que introduce el diodo 1N4148.
Sin embargo, la fórmula para T(off) es totalmente precisa, al no estar influida la descarga
de Ct por el diodo.
6- RELÉ DE ACTUACIÓN TEMPORIZADA
Relé de temporización ajustable. Haz clic en la imagen para ampliarla.
Este circuito de relé de actuación temporizada está realizado con un chip temporizador
NE/SE 555 de Intersil, el cual es un chip temporizador de precisión. Su estabilidad a las
variaciones de la temperatura es de 0,005%/ºC. En este circuito el chip 555 trabaja como
multivibrador monoestable. El relé actúa al actuar el pulsador Dr1. Con el pulsador Dr2
puede resetear el circuito, desactuando el relé, en el momento que usted desee.
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Funcionamiento del circuito de relé retardado
Después de actuar el pulsador Dr1 el chip proporciona en su salida, patilla 3, un impulso
positivo rectangular cuya amplitud es casi igual a la tensión de alimentación, esto es, de
12 V. Esta salida puede ser cargada con un relé (u otra carga) que no absorba más de
200 mA de corriente.
El ancho de impulso se puede calcular con la fórmula:
t = (R2 + P1) × Cs1
En esta fórmula t es el tiempo en segundos si los valores de R2 y P1 se especifican en
ohmios y CS1 es en Faradios. CS1 es el condensador que se selecciona con el
conmutador S1. Los tiempos de actuación del relé Re, y con ello el tiempo en que
permanece encendida la bombilla La, se controla mediante décadas por S1, mientras que
P1 sirve para ajustar con precisión dicho tiempo.
Tiempo de retardo:
S1a = 0,1 ... 1 s
S2b = 1 ... 10 s
S2c = 10 ... 100 s
S2d = 100 ... 1000 s
S2e = 1000 ... 10000 s
El relé actúa en este circuito como interrupor para una lámpara conectada a red eléctrica,
ha de ser un relé cuya tensión de funcionamiento ha de ser de 12 V como máximo, y su
consumo de corriente ha de ser como máximo de 200 mA. Si la tensión de trabajo del
relé es inferior a 12 voltios, entonces usted deberá conectar una resistencia Rx adecuada
en serie con la bobina del relé.
Eventualmente se puede emplear un triac en el lugar del relé. En este caso la puerta del
triac ha de ser controlada por Rx (aquí Rx = 150 ohmios).
Usted deberá proporcionar un correcto aislamiento eléctrico de la instalación de este
circuito y de su cableado.
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