miércoles, 8 de julio de 2009








TIMER 555



EL TIMER 555
Este excepcional Circuito Integrado muy difundido en nuestros días nació hace 30 años y continúa utilizándose actualmente, veamos una muy breve reseña histórica de este C.I..
Jack Kilby ingeniero de 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, tales como;
· Control de sistemas secuenciales, · Generación de tiempos de retraso, · Divisor de frecuencias, · Modulación por anchura de pulsos, · Repetición de pulsos, · Generación de pulsos controlados por tensión, etc.
Además de ser tan versátil contiene una precisión aceptable para la mayoría de los circuitos que requieren controlar el tiempo, su funcionamiento depende únicamente de los componentes pasivos externos que se le interconectan al microcircuito 555.


Descripción del Timer 555:
Se alimenta de una fuente externa conectada entre sus terminales (8) positiva y (1) tierra; el valor de la fuente de alimentación se extiende desde 4.5 Volts hasta 18.0 Volts de corriente continua, la misma fuente exterior se conecta a un circuito pasivo RC exterior, que proporciona por medio de la descarga de su Capacitor una señal de voltaje que esta en función del tiempo, esta señal de tensión es de 1/3 de Vcc y se compara contra el voltaje aplicado externamente sobre la terminal (2) que es la entrada de un comparador como se puede apreciar en la gráfica anterior.
La terminal (6) se ofrece como la entrada de otro comparador, en la cual se compara a 2/3 de la Vcc contra la amplitud de señal externa que le sirve de disparo.
La terminal (5) se dispone para producir (PAM) modulación por anchura de pulsos, la descarga del condensador exterior se hace por medio de la terminal (7), se descarga cuando el transistor (NPN) T1, se encuentra en saturación, se puede descargar prematuramente el Capacitor por medio de la polarización del transistor (PNP) T2.
Se dispone de la base de T2 en la terminal (4) del circuito integrado 555, si no se desea descargar antes de que se termine el periodo, esta terminal debe conectarse directamente a Vcc, con esto se logra mantener cortado al transistor T2 de otro modo se puede poner a cero la salida involuntariamente, aun cuando no se desee.
La salida esta provista en la terminal (3) del microcircuito y es además la salida de un amplificador de corriente (buffer), este hecho le da más versatilidad al circuito de tiempo 555, ya que la corriente máxima que se puede obtener cuando la terminal (3) sea conecta directamente al nivel de tierra es de 200 mA.
La salida del comparador "A" y la salida del comparador "B" están conectadas al Reset y Set del FF tipo SR respectivamente, la salida del FF-SR actúa como señal de entrada para el amplificador de corriente (Buffer), mientras que en la terminal (6) el nivel de tensión sea más pequeño que el nivel de voltaje contra el que se compara la entrada reset del FF-SR no se activará, por otra parte mientras que el nivel de tensión presente en la terminal 2 sea más grande que el nivel de tensión contra el que se compara la entrada Set del FF-SR no se activará.
El microcircuito 555 es un circuito de tiempo que tiene las siguientes características:
· La corriente máxima de salida es de 200 mA cuando la terminal (3) de salida se encuentra conectada directamente a tierra.· Los retardos de tiempo de ascenso y descenso son idénticos y tienen un valor de 100 nseg.· La fuente de alimentación puede tener un rango que va desde 4.5 Volts hasta 16 Volts de CD.· Los valores de las resistencias R1 y R2 conectadas exteriormente van desde 1 ohm hasta 100 kohms para obtener una corrimiento de temperatura de 0.5% a 1% de error en la precisión, el valor máximo a utilizarse en la suma de las dos resistencias es de 20 Mohms.· El valor del Capacitor externo contiene únicamente las limitaciones proporcionadas por su fabricante.· La temperatura máxima que soporta cuando se están soldando sus terminales es de 330 centígrados durante 19 segundos.· La disipación de potencia o transferencia de energía que se pierde en la terminal de salida por medio de calor es de 600 mW.
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:
Monoestable.


Astable.


Aplicaciones:
Temporizador.
Oscilador.
Divisor de frecuencia.
Modulador de frecuencia.
Generador de señales triangulares.

Las aplicaciones del 555 son tan numerosas que prácticamente no existe un sistema electrónico que no lo utilice de alguna forma. Su versatilidad, bajo costo y sencillez de uso lo hacen imprescindible en muchos casos. Además sobre el se ha escrito mucha literatura y existen cientos de libros, artículos y documentos sobre sus aplicaciones reales y potenciales.
El circuito integrado 555 en su presentación usual de cápsula plástica dispone de 8 pines. Puede estar etiquetado bajo distintos nombres o referencias dependiendo del fabricante (NE555, µA555, LM555, SN72555, XR-555, CA555, HA1755, NC1455, TA7555P, ECG955, etc). También se consigue en otras presentaciones incluyendo cápsulas metálicas para aplicaciones de montaje superficial (SMT).
El 555 convencional consta internamente de 23 transistores, 2 diodos y 12 resistencias de las cuales 3 son de 5 Kohms por eso tiene el nombre de 555. Este circuito tiene una capacidad suficiente para impulsar directamente leds, zumbadores, bobinas de relé, paralantes, piezoeléctricos y otros componentes, además, es directamente compatible con circuitos integrados digitales estándares, que es otra de sus grandes ventajas.
a) Configuración de pines
Se puede ver de la figura que independientemente del tipo de encapsulado la numeración de las pines es la misma.
El 556 es un C.I con 2 temporizadores tipo 555 en una sola unidad de 14 pines y el 558 es un C.I. con 4 temporizadores tipo 555 en una sola unidad de 14 pines



Descripción de las pines del 555
1 Tierra o masa: ( Ground ) Conexión a tierra del circuito en general.
2 Disparo: ( Trigger ) 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.
3 Salida: ( Output ) 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)
4 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"
5 Control de voltaje: ( Control ) 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 capacitor de 0.01uF para evitar las interferencias
6 Umbral: ( Threshold) Es una entrada a un comparador interno que tiene el 555 y se utiliza para poner la salida (Pin # 3) a nivel bajo bajo
7 Descarga: ( Discharge ) Utilizado para descargar con efectividad el condensador externo utilizado por el temporizador para su funcionamiento.
8 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
Especificaciones generales del 555
Vcc
5-Voltios
10-Voltios
15-Voltios
Notas

Frecuencia máxima (Astable)
500-kHz a 2-MHz
Varia con el Mfg y el diseño

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 t1 =" 0.693(R1+R2)C1" t2 =" 0.693" f =" 1/(0.693" f =" 1" t =" 1" t =" 1.1" t =" 1.1" href="http://www.unicrom.com/Tutoriales/el_temporizador_555_.asp">temporizador 555. Se utilizan 2 C.I. 555 o 1 C.I. 556 (tiene dos temporizadores en uno sola integrado).

CONTROL DE TEMPERATURA
Este circuito mantendrá la temperatura de la habitación a un nivel agradable que depende del termistor (resistencia que varía su valor de acuerdo a la temperatura). Si sube la temperatura más rápido gira el ventilador. Hay que cuidar de que la temperatura no tenga siempre al ventilador al máximo. Esto se controla variando, si es necesario, la resistencia de 2.7 K.
El temporizador esta conectado como oscilador y la frecuencia base es establecida por las 2 resistencias de 100 K y el condensador de 0.047 uF
El termistor, al variar el valor de su resistencia dependiendo de la temperatura ambiente, varía el valor del nivel de voltaje que se aplica a la patilla # 5 (control) del 555.
Esto causa que la frecuencia a la que oscila el temporizador se modifique de su valor base establecido.
La salida de este oscilador (patilla # 3 del 555) es aplicada a un transistor que a su vez maneja el pequeño motor eléctrico de ventilador de 12 Voltios.

Lista de componentes
Circuitos integrados
1 C.I. temporizador 555
Resistencias
1 de 10K 2 de 100K 1 de 1K 1 de 2.7K
Condensadores
2 de 0.047uF 1 de 100 uF electrolítico
Transistores
1 2N2222 o similar
Otros
1 termistor (resistencia dependiente de la temperatura)

Los hay de dos tipos: ánodo común y cátodo común.
En los de tipo de ánodo común, todos los ánodos de los leds o segmentos están unidos internamente a una patilla común que debe ser conectada a potencial positivo (nivel “1”). El encendido de cada segmento individual se realiza aplicando potencial negativo (nivel “0”) por la patilla correspondiente a través de una resistencia que limite el paso de la corriente.
En los de tipo de cátodo común, todos los cátodos de los leds o segmentos están unidos internamente a una patilla común que debe ser conectada a potencial negativo (nivel “0”). El encendido de cada segmento individual se realiza aplicando potencial positivo (nivel “1”) por la patilla correspondiente a través de una resistencia que limite el paso de la corriente.
http://es.wikipedia.org/wiki/Visualizador_de_siete_segmentos

Descripción de las Patas o Pines del Temporizador 555 [editar]


Pines del 555
GND (normalmente la 1): es el polo negativo de la alimentación, generalmente tierra.
Disparo (normalmente la 2): 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 (normalmente la 3): Aquí veremos el resultado de la operación del temporizador, ya sea que esté conectado como monostable, astable u otro. Cuando la salida es alta, el voltaje será el voltaje de alimentación (Vcc) menos 1.7 Voltios. Esta salida se puede obligar a estar en casi 0 voltios con la ayuda de la patilla de reset (normalmente la 4).
Reset (normalmente la 4): Si se pone a un nivel por debajo de 0.7 Voltios, pone la patilla de salida 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 (normalmente la 5): Cuando el temporizador se utiliza en el modo de controlador de voltaje, el voltaje en esta patilla puede variar casi desde Vcc (en la práctica como Vcc -1 voltio) hasta casi 0 V (aprox. 2 Voltios). Así es posible modificar los tiempos en que la salida está en alto o en bajo independiente del diseño (establecido por las resistencias y condensadores conectados externamente al 555). El voltaje aplicado a la patilla de control de voltaje 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 0.01μF para evitar las interferencias.
Umbral (normalmente la 6): Es una entrada a un comparador interno que tiene el 555 y se utiliza para poner la salida a nivel bajo.
Descarga (normalmente la 7): Utilizado para descargar con efectividad el condensador externo utilizado por el temporizador para su funcionamiento.
V+ (normalmente la 8): También llamado Vcc, alimentación, es el pin donde se conecta el voltaje de alimentación que va de 4.5 voltios hasta 18 voltios (máximo). Hay versiones militares de este integrado que llegan hasta 18 Voltios.
Funcionamiento del Circuito Integrado 555 [editar]
El temporizador 555 se puede conectar para que funcione de diferentes maneras, entre los más importantes están: como multivibrador astable y como multivibrador monoestable.
Multivibrador astable [editar]


Esquema de la aplicación de multivibrador astable del 555.
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 un nivel bajo por un tiempo t2. La duración de los tiempos dependen de los valores de R1 y R2.
y
(en segundos)
La frecuencia con que la señal de salida oscila está dada por la fórmula:
el período es simplemente:
También decir que si lo que queremos es un generador con frecuencia variable, debemos variar la capacidad del condensador, ya que si el cambio lo hacemos mediante las resistencias R1 y/o R2 también cambia el ciclo de trabajo o ancho de pulso de la señal de salida según la siguiente expresión:
Hay que recordar que el período es el tiempo que dura la señal hasta que ésta se vuelve a repetir (Tb - Ta).
Multivibrador monoestable [editar]


Esquema de la aplicación de multivibrador monoestable del 555.
En este caso el circuito entrega a su salida un solo pulso de un ancho establecido por el diseñador.
El esquema de conexión es el que se muestra. La Fórmula para calcular el tiempo de duración (tiempo en el que la salida está en nivel alto) es:
(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.

martes, 7 de julio de 2009

Electrónica digital


La electrónica digital es una parte de la electrónica que se encarga de sistemas electrónicos en los cuales la información está codificada en dos únicos estados. A dichos estados se les puede llamar "verdadero" o "falso", o más comúnmente 1 y 0, refiriéndose a que en un circuito electrónico hay (1- verdadero) tensión de voltaje o hay ausencia de tensión de voltaje ( 0 - falso). Electrónicamente se les asigna a cada uno un voltaje o rango de voltaje determinado, a los que se les denomina niveles lógicos, típicos en toda señal digital. Por lo regular los valores de voltaje en circuitos electrónicos pueden ir desde 1.5, 3, 5, 9 y 18 Volts dependiendo de la aplicación, así por ejemplo, en un radio de transistores convencional las tensiones de voltaje son por lo regular de 5 y 12 Volts al igual que se utiliza en los discos duros IDE de computadora.

Se diferencia de la electrónica analógica en que, para la electrónica digital un valor de voltaje codifica uno de estos dos estados, mientras que para la electrónica analógica hay una infinidad de estados de información que codificar según el valor del voltaje.

Esta particularidad permite que, usando Álgebra Booleana y un sistema de numeración binario, se puedan realizar complejas operaciones lógicas o aritméticas sobre las señales de entrada, muy costosas de hacer empleando métodos analógicos.

La electrónica digital ha alcanzado una gran importancia debido a que es utilizada para realizar autómatas y por ser la piedra angular de los sistemas microprogramados como son los ordenadores o computadoras.

Los sistemas digitales pueden clasificarse del siguiente modo: