TIMER 555 El temporizador IC 555 es un circuito integrado (chip) que se utiliza en una variedad de aplicaciones y se aplica en la generación de pulsos y de oscilaciones. El 555 puede ser utilizado para proporcionar retardos de tiempo, como un oscilador, y como un circuito integrado flip-flop. Sus derivados proporcionan hasta cuatro circuitos de sincronización en un solo paquete. Introducido en 1971 por Signetics, el 555 sigue siendo de uso generalizado debido a su facilidad de uso, precio bajo y la estabilidad. Lo fabrican muchas empresas en bipolares y también en CMOS de baja potencia. A partir de 2003, se estimaba que mil millones de unidades se fabricaban cada año. Antes de entrar a explicar los modos de funcionamiento antes mencionados se explicara el funcionamiento de algunas partes o etapas que lo conforman esto con el propósito de comprender lo mejor posible sus operaciones. En la siguiente figura se muestra la distribución interna de bloques del integrado 555. Consta de dos comparadores de voltaje (U1 y U2), un flip-flop (U3), un amplificador de corriente o buffer (U4) y un transistor de descarga (Q1). En el caso de las resistencias que aparecen en el dibujo sirven como divisores de tensión (Ra, Rb y Rc). Cada comparador tiene dos entradas de voltaje donde una es inversora y se le asigna el signo (-) y la otra no inversora a la que se le asigna el signo (+). Al comparador (U1) se le llama comparador de umbral y a (U2) comparador de disparo. Por lo tanto si aplica un voltaje mayor en la patilla no inversora o de signo positivo que en la inversora o de signo negativo, la salida del comparador es de un nivel alto y si a la patilla no inversora se le aplica un voltaje menor que a la patilla inversora la salida del comparador será de un nivel bajo. Los voltajes de referencia utilizados para los comparadores puede variarse al aplicar un voltaje externo a la patilla 5 de lo contrario se recomienda conectarlo a tierra a través de un condensador. En flip-flop cuando se aplica momentáneo en la entrada S y R está en bajo la salida Q es alta y si se le aplica un alta a R y S está en bajo la salida Q será baja, si por alguna razón R y S están en bajo al mismo tiempo se mantiene la condición que existió previamente pero si las dos son altas es un valor que no se puede determinar. Funcionamiento del 555 en el modo astable En la siguiente figura se muestra el tipo de conexión del integrado para que funcione en modo astable en cual generara un tren de pulsos. R1, R2 y el condensador se encargaran de controlar el voltaje de entrada de los comparadores. Antes de conectar la fuente el voltaje es cero ya que el condensador se encuentra totalmente descargado, en esta condición el comparador de umbral aplica un bajo a la entrada R del flip-flop y alto a S de tal forma que Q es alto al mismo tiempo la salida QQ es bajo y el transistor está apagado y el condensador se descarga a través de R1 y R2. Con la fuente de alimentación conectada el condensador C1 comienza a cargarse hasta alcanzar las 2/3 partes del voltaje de la fuente (Vcc) haciendo que el comparador de umbral aplique un alto a la entrada R y un bajo a la entada S por lo que Q estará en baja y QQ en alto el transistor Q1 está encendido haciendo que el condensador comience a descargarse a través de la resistencia R2 y el transistor. Cuando el voltaje en el condensador se hace inferior al voltaje de disparo o sea 1/3 del voltaje de la fuente el comparador de disparo aplica un alto a S y el de umbral un bajo a R la salida vuelve a ser alta y se repite el ciclo anterior, haciendo que se genere el tren de pulsos. Operación del 555 en modo monoestable En la siguiente figura se muestra la forma de cómo conectar el 555 en modo monoestable en el cual generara un pulso de una duración determinada y calculada previamente, la resistencia R1 y R2, el condensador Q1 y el botón pulsador S1 se encargaran de controlar el voltaje aplicado a las entadas de los comparadores y a través de estos se determina el monto del disparo y la duración del mismo. Al inicio el pulsador se encuentra apagado por lo que se aplica un bajo a la entrada S del flip-flop, QQ está en alto y la salida es baja; el transistor esta encendido por lo que descarga el condensador y conecta a tierra la entrada del umbral. Al presionar el interruptor la patilla inversora del comparador de disparo recibe un bajo y aplica un alto a la entrada S del flip-flop haciendo que la salida pase a tener un estado alto, al soltar el interruptor la entrada S retorna a su nivel bajo pero la salida se mantiene en alto. Al mismo tiempo el transistor Q1 está apagado y el condensador comienza a cargarse cuando este supera los 2/3 del voltaje de alimentación el comparador de umbral aplica un alto a R y la salida vuelve a ser baja, con esto se logró que el estado alto durara por un tiempo determinado. Aplicaciones del timer: Iniciamos es aplicación con un ejemplo real. Arma el circuito de la figura 1. Pulse momentáneamente el switch y al soltarlo observe el brillo del diodo led. Ahora cambie el C por uno de 470uF/25V y repita el proceso. Concluimos que el tiempo de descarga del C es mayor cuando aumenta su valor en Uf. Ahora veamos la carga del C. Armamos el circuito de la figura 2. Con la ayuda de un multímetro mida el voltaje DC en los pines del C y observe como va aumentando lentamente su voltaje de carga. Ahora cambie la R por una de 1M y mida nuevamente. Concluimos que el tiempo de carga es mayor cuando aumenta el valor de R. Esto nos marca el principio de funcionamiento de los temporizadores a saber que el tiempo viene dado por el circuito RC asociado. Un circuito completo real de un temporizador lo observamos en la figura 3. El temporizador estará activo un período igual a: T= 1.1. R.C Si queremos que este circuito maneje cargas reales de 120VAC debemos utilizar la señal activa en alto del pin 3 (salida) y amplificarla mediante un transistor driver o excitador. Este activará un relé o relay que servirá para manejar lo que queramos acorde a la capacidad de sus contactos. Un circuito real que maneja la válvula de agua de un sistema sanitario por un tiempo ajustado en el temporizador es el siguiente: Observe que en esencia es el mismo circuito, solo se han agregado unos cuantos dispositivos para dar una aplicación real. DETECTOR DE PROXIMIDAD POR INFRARROJO Y FOTOTRANSISTOR El detector de proximidad por infrarrojo es quizá uno de los circuitos de mayor aplicación en el automatismo electrónico. Lo encontramos en los dispensadores de agua automáticos, los secadores de mano automáticos y con algunas variantes lo encontramos en las puertas automáticas de los grandes almacenes. Principio de funcionamiento Nota: Los pueden ser: Darlington y del “N3904. transistores C828 y BD235 para el BD235 en reemplazo Generamos una ráfaga de pulsos de alta intensidad con el LM555 a baja frecuencia y los transmitimos por el led de chorro infrarrojo. Luego los recibimos en un fototransistor colocado de tal manera que solo los reciba cuando un objeto refleje los pulsos. Luego procesamos esa señal para poder utilizarla en el encendidoapagado de nuestros aparatos Para ello colocamos un fototransistor de tal manera que cuando haya una superficie que refleje los pulsos, bien sea una mano, un objeto cualquiera, a una distancia de unos 10 cm, este los pueda recibir y enviar a un amplificador de corriente, en este caso un par de transistores en configuración Darlington. Cuando esta débil señal alcanza una intensidad suficiente, debido a que se acercó un objeto, entonces logra disparar un temporizador de unos 10 segundos construido con un LM555. Luego colocamos una interfase a transistor para alimentar un relé de 12 V 5 PINES, el cual nos servirá para controlar el aparato que queramos. Lista de materiales Circuito Impreso 2 integrados LM 555 2 bases de 8 pines 1 relé 12 V 5 pines 1 foto transistor de uso general 1 diodo infrarrojo de uso general 1 control de 1 Mega 2 transistores C828 y BD235. 2 condensadores. de 10 uF/50 V 1 diodo 1N4148 1 led verde de 5 mm 1 R 68 Ohms 1 Resistencia 1K5 2 Resistencia 10K 1 Resistencia 100K 1 R 470 Ohms, Todas las R a 1/2 W Luz Intermitente: http://es.wikipedia.org/wiki/Circuito_integrado_555 http://basic555.blogspot.com/p/funcionamiento.html www.herrera.unt.edu.ar/eiipc/material/.../El%20Timer%20555-556.pdf
